Våningspåbyggnad av miljonprogrammets …900334/FULLTEXT01.pdfan energy usage of 197.1 kWh/m2 for...

Sara Andersson

HT 2015

Projekt i Energiteknik, 7.5 hp

Högskoleingenjörsprogrammet i Energiteknik, 180 hp 2016-01-21

Våningspåbyggnad av

miljonprogrammets flerbostadshus

Simulering av energiprestanda i IDA ICE

Sara Andersson

Sara Andersson

HT 2015

Energy engineering project, 7.5 Credits

Bachelor of Science Programme in Energy Engineering, 180 Credits 2016-01-21

Storey extension of the

“Miljonprogrammet” apartment

buildings

A study of energy performance using IDA ICE

Sara Andersson

III

Sammanfattning

Under tidsperioden 1965-1974 byggdes i Sverige omkring en miljon nya bostäder, även kallat för

Miljonprogrammet. Idag utgörs närmare en tredjedel av det svenska bostadsbeståndet av bostäder från

denna period och många byggnader börjar uppnå sin tekniska livslängd. Sverige har efter EU-direktiv

tagit fram nationella mål om en effektivare energianvändning. För att snabbare nå dessa mål kan

renovering och upprustning av miljonprogrammet kombineras med våningspåbyggnad.

Sverige står också inför växande bostadsbrist, likt under miljonprogrammet, samtidigt som samhället

har begränsade ytor såväl i stadskärnor som i tätorter. Genom att rusta upp bostäder från

miljonprogrammet i samband med en våningspåbyggnad kan nya bostäder skapas på ett resurseffektivt

sätt och energiprestandan för den befintliga byggnaden förbättras.

I det här projektet har energiprestandan för ett tidstypiskt flerbostadshus utvärderats och därefter

jämförts mot då flerbostadshuset utrustats med en våningspåbyggnad. Projektet tilldelades ett

referenshus i Nacka som efter uppbyggnad och simulering i programvaran IDA ICE resulterade i en årlig

energianvändning på 197,1 kWh/m2. En våningspåbyggnad lades till på referenshuset och visade efter

simulering i programvaran IDA ICE en ny årlig energianvändning på bland annat 169,7 kWh/m2.

Efter projektet stod det klart att med en våningspåbyggnad kan energiprestanda för ett

miljonprogramshus förbättras och i bästa fall kan en byggnad likt referenshuset gå från en energiklass

G till E. Bostadsförtätning med hjälp av våningspåbyggnad är gynnsam ur många aspekter. Förutom att

det sänker den totala byggnadens energianvändning skapar det också nya bostäder på ett resurseffektivt

sätt. Samhället måste försöka skapa incitament för fastighetsägare till att renovera och hitta

energieffektiva åtgärder för sina fastigheter. Ett sådant exempel skulle kunna vara tredimensionell

fastighetsbildning vilket även är en alternativ form till att finansiera investeringar som exempelvis

renoveringar.

Nyckelord: Våningspåbyggnad, påbyggnad, bostadsförtätning, Miljonprogrammet, volymelement,

prefabricerat, energianvändning, energieffektivisering, BBR, energihushållning, energibehov,

effektbehov, Tredimensionell fastighetsbildning, IDA ICE

IV

Abstract

During the years 1965-1974 around one million new housing were built in Sweden, this was also known

as the “miljonprogrammet”. Today, nearly a third of the Swedish housing stock is from this particular

period, and many buildings are reaching the end of their technical lifetime. After the new EU directives

Sweden have decided on developing it's on national goals to achieve smart energy consumption. To

speed up this development can the renovations of the existing "miljonprogrammet" executed in

combination with storey extension.

Sweden is also facing growing housing shortage, much like during construction of the

“miljonprogrammet” as well as limited areas both in urban and densely populated areas. By refurbishing

buildings from the “miljonprogrammet” in conjunction with a storey extension, new housing can be built

in a resource and energy efficient way. This should also improve the energy performance of the existing

building.

In this project, the energy performance of an apartment building, typical from this time, was evaluated

and then compared to a modified building with a storey extension. A reference house located in Nacka,

Sweden was used to simulate the annual energy usage in the software IDA ICE. The simulation yielded

an energy usage of 197.1 kWh/m2 for the reference building and 167.1 kWh/m2 for the building with a

storey extension.

After the project it became clear that a storey extension on a building from the “miljonprogrammet”

improved the existing building's energy consumption. At best, a building like the reference house can

improve the energy classification from energy class G to E. Residential densification using storey

extension is beneficial in many aspects. In addition to lowering the total energy consumption of the

building it also creates new homes in a resource efficient manner. Society must seek to create

enticements for property owners to renovate and execute energy efficient measures on their properties.

One such example would be three-dimensional property formation which is also an alternative form of

financing investment such as a renovation.

Keywords: Storey Extension, extension, housing densification, million program, volume elements,

prefabricated, energy use, energy efficiency, BBR, energy conservation, energy, power requirements,

three-dimensional property, IDA ICE

V

Förord

Detta projekt innefattar 7.5 högskolepoäng och är det första av tre större arbeten som kommer

genomföras under hösten 2015 samt våren 2016. Projektet har utförts vid Institutionen för tillämpad

fysik och elektronik på Umeå Universitet tillsammans med Tyréns i Umeå. Tilldelad handledare på

Umeå Universitet var Mohsen Soleimani-Mohseni, tack för att du avsatt tid och gjort det här projektet

möjligt.

Jag vill rikta ett extra stort tack till min handledare på Tyréns Byggprojektering i Umeå Fredrik Nordin

som förutom god handledning bidragit med givande diskussioner och stort engagemang under

projektets gång. Jag vill även tacka övriga medarbetare på Tyréns i Umeå för att tagit sig tid och bidragit

med sin erfarenhet och ett fantastiskt mottagande.

Ett tack riktas även till Tobias Laursen specialist inom Energi & Byggfysik Tyréns i Malmö samt till

Henrik Stellnert VVS & Energisystem Tyréns i Stockholm som tålmodigt besvarat mina funderingar

samt bidragit med värdefulla åsikter och reflektioner kring projektet.

Jag vill också passa på och tacka min familj för all den stöttning jag fått under den här perioden. Tack

Per för att du tror på mig i allt jag gör och för att du funnits där under hela min resa.

Umeå, 2015

Sara Andersson

VI

Innehållsförteckning

Sammanfattning ........................................................................................................................................... III

Abstract ......................................................................................................................................................... IV

Förord ............................................................................................................................................................ V

Innehållsförteckning .................................................................................................................................... VI

Figur- och tabellförteckning ........................................................................................................................ IX

Begrepp och förkortningar ............................................................................................................................ 1

1 Inledning ...................................................................................................................................................... 4

1.1 Bakgrund ............................................................................................................................................... 4

1.2 Problembeskrivning ............................................................................................................................. 4

1.3 Syfte ....................................................................................................................................................... 4

1.4 Frågeställning ....................................................................................................................................... 5

1.5 Avgränsningar ....................................................................................................................................... 5

2 Allmänt om miljonprogrammet ................................................................................................................. 6

2.1 Hustyperna ........................................................................................................................................... 7

2.1.1 Låga lamellhus ............................................................................................................................... 8

2.1.2 Höga lamellhus - Skivhus .............................................................................................................. 8

2.1.3 Punkthus ........................................................................................................................................ 8

2.1.4 Loftgångshus .................................................................................................................................. 9

3 Lagar och byggregler ................................................................................................................................. 10

3.1 Skärpta krav ....................................................................................................................................... 10

3.2 Energideklaration .............................................................................................................................. 13

3.3 Tillämpningsområden ........................................................................................................................ 14

3.3.1 Ny byggnad .................................................................................................................................. 14

3.3.2 Ändring av byggnad .................................................................................................................... 14

3.3.3 Tillbyggnad .................................................................................................................................. 15

4 Teori ........................................................................................................................................................... 16

4.1 Energihushållning .............................................................................................................................. 16

4.2 Energibehov........................................................................................................................................ 17

4.2.1 Energikrav .................................................................................................................................... 18

4.2.2 Byggnadens specifika energianvändning ................................................................................... 18

4.2.3 Värmeöverföring ......................................................................................................................... 19

4.3 Effektbehov ......................................................................................................................................... 23

4.3.1 Effektkrav ..................................................................................................................................... 23

4.3.2 DVUT – dimensionerande vinterutetemperatur ....................................................................... 23

4.3.3 Effektberäkning ........................................................................................................................... 25

VII

4.3.4 Transmissionsförlust .................................................................................................................. 26

4.3.5 Ventilationsförlust ....................................................................................................................... 27

5 Bostadsförtätning ...................................................................................................................................... 29

5.1 Våningspåbyggnad.............................................................................................................................. 30

5.2 Tredimensionell fastighetsbildning .................................................................................................. 30

5.3 Nyproduktion eller renovering? ........................................................................................................ 31

5.4 Allmänt om industriellt byggande ..................................................................................................... 32

5.4.1 Olika element ............................................................................................................................... 32

6 Referenshuset – Röda längan .................................................................................................................. 33

6.1 Vatten och värmesystem .................................................................................................................... 35

7 IDA Indoor Climate and Energy ............................................................................................................... 37

7.1 Sveby-programmet ............................................................................................................................. 38

8 Metod ......................................................................................................................................................... 39

8.1 Projekt och företag ............................................................................................................................. 39

8.2 Tillvägagångssätt ................................................................................................................................ 39

8.3 Simulering .......................................................................................................................................... 39

8.3.1 Befintlig byggnad .........................................................................................................................40

8.3.2 Påbyggnad ................................................................................................................................... 44

8.4 Utvärdering av resultat ...................................................................................................................... 46

8.5 Beräkning ........................................................................................................................................... 46

9 Resultat ...................................................................................................................................................... 47

9.1 Simuleringsfall 1 ................................................................................................................................. 47

9.2 Simuleringsfall 2 ................................................................................................................................ 48



10 Diskussion ............................................................................................................................................... 51

10.1 Resultatdiskussion ............................................................................................................................ 51

10.2 Utvärdering av våningspåbyggnad .................................................................................................. 53

10.3 Metoddiskussion .............................................................................................................................. 54

11 Slutsats ..................................................................................................................................................... 56

12 Förslag till fortsatta studier .................................................................................................................... 57

Referenslista ................................................................................................................................................. 58

Bilaga A .........................................................................................................................................................60

Bilaga B ......................................................................................................................................................... 68

Bilaga C ......................................................................................................................................................... 69

Bilaga D......................................................................................................................................................... 72

VIII

Bilaga E ......................................................................................................................................................... 77

Bilaga F ......................................................................................................................................................... 78

Bilaga G ........................................................................................................................................................ 80

IX

Figur- och tabellförteckning

Figur 1. Lågt lamellhus (http://archileaks.se/). ........................................................................................... 8

Figur 2. Punkthus (http://karlstad.se/). ...................................................................................................... 8

Figur 3. Loftgångshus (http://karlstad.se/). ................................................................................................ 9

Figur 4. Sveriges klimatzoner (Boverket). ................................................................................................... 11

Figur 5. Klassningsskala A till G (Klimat.se). ............................................................................................. 13

Figur 6. Nivåskala 1 till 7 (Boverket). .......................................................................................................... 14

Figur 7. Värmeöverföring genom vägg. ......................................................................................................20

Figur 8. En byggnads energibalans (BBR 2008)........................................................................................ 25

Figur 9. Illustration av en tredimensionell fastighetsuppdelning (Boverket). ......................................... 31

Figur 10. Vänstra bilden visar den befintliga byggnaden idag och den högra bilden visar dess

situationsplan (Wingårdhs). ........................................................................................................................ 33

Figur 11. Tilltänkta åtgärder för befintlig byggnad och tillbyggnad. ......................................................... 34

Figur 12. Flödesschema vatten-, ventilation- och värmesystem (Wingårdhs). ........................................ 36

Figur 13. Några vyer från programvaran (EQUA). ..................................................................................... 37

Figur 14. Brukarindata för nya bostadshus. Area angivelse avser 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝. ............................................... 38

Figur 15. CAD-ritning importerad i IDA ICE. ............................................................................................40

Figur 16. 3D-vy av den befintliga byggnaden. ............................................................................................ 41

Figur 17. Exempel på Indata för en zon. ..................................................................................................... 42

Figur 18. Schematisk bild över ventilationssystem i IDA Indoor Climate and Energy. ........................... 43

Figur 19. 3D-vy av den nya byggnaden. ...................................................................................................... 45

Figur 20. Konstruktions-vy över den nya byggnaden. ............................................................................... 45

Figur 21. Teknisk beskrivning för den befintliga byggnaden. .................................................................. 80

Figur 22. Övre bilden visar källarplan och (kontorsdel). Nedre bilden visar den södra delen av

bottenplan. ................................................................................................................................................... 81

Figur 23. Övre bilden visar den norra delen av bottenplan. Nedre bilden visar först södra delen med

fasad mot öster och sedan norra delen med fasad mot väster. ................................................................. 82

Figur 24. Övre bilden visar först norra delen med fasad mot öster och sedan södra delen med fasad

mot väster. Nedre bilden visar byggnadens gavlar och sektioner. ............................................................ 83

Tabell 1. Gränsvärden för byggnaders energianvändning (BBR 2015, avsnitt 9). ................................... 12

Tabell 2. Gränsvärden för byggnaders effektbehov (BBR 2015, avsnitt 9). .............................................. 12

Tabell 3. Rekommenderade U-värden för ändrade byggnadsdelar (BBR 2015, tabell 9:92). ................. 15

Tabell 4. DVUT för byggnader i några representativa orter i Sverige (EnBe och Tillämpad

byggnadsfysik). ............................................................................................................................................. 25

Tabell 5. Lägenhetsfördelning för Röda längan (Wingårdhs). .................................................................. 34

Tabell 6. Indata för köldbryggor. ................................................................................................................ 42

Tabell 7. Simuleringsresultat fall 1, energianvändning för den befintliga byggnaden. ............................ 47

Tabell 8. Simuleringsresultat fall 2, energianvändning för den nya byggnaden. ..................................... 48

Tabell 9. Simuleringsresultat fall 3, energianvändning för den nya byggnaden. ..................................... 49

X

Tabell 10. Simuleringsresultat fall 4, energianvändning för den nya byggnaden .................................... 50

Tabell 11. Sänkning av total årlig energianvändning för de olika simuleringsfallen. Tabellen visar

sänkning representerad i kWh/m2 och procent. ........................................................................................ 52

Tabell 12. Ytterligare indata för simulering i IDA ICE. .............................................................................. 77

1

Begrepp och förkortningar

Atemp Arean av samtliga våningsplan, vindsplan och källarplan för

temperaturreglerande utrymmen, avsedda att värmas till mer än

10°C, som begränsas av klimatskärmens insida. Area som upptas av

innerväggar, öppningar för trappa, schakt och dylikt, inräknas.

Area för garage, inom byggnaden i bostadshus eller annan

lokalbyggnad än garage inräknas inte. Definition enligt BBR.

Balanstemperatur

Den utomhustemperatur under vilken byggnaden måste tillföras

värme för att kunna upprätthålla önskad inomhustemperatur.

BBR Boverkets byggregler. Anger de regler som gäller vid nybyggnation

och ombyggnation av bostäder och lokaler.

Boarea (BOA) Bruksarea för boutrymmen (Institutet för värdering av fastigheter,

1995).

Bruttoarea (BTA) Area av mätvärda delar av ett våningsplan, begränsad av

omslutande byggnadsdelars utsida eller annan för mätvärdhet

angiven begränsning. Bruttoarea beräknas enligt SS 02 10 52

(Institutet för värdering av fastigheter, 1995).

Dimensionerande

vinterutetemperatur (DVUT)

Den temperatur, för representativ ort, som framgår av 1-dagsvärdet

i ”n-day mean air temperature” enligt SS-EN ISO 15927-5. Hänsyn

tas till byggnadens tidskonstant (värmetröghet). En stor

tidskonstant minskar byggnadens effektbehov. Definition enligt

BBR.

Effekt Fysikalisk storhet som anger den energimängd som per tid överförs

från ett avgivande till ett mottagande system. Enheten för effekt är

[W] (Nationalencyklopedin, u.d.).

Energi Inom naturvetenskap och teknik ett grundläggande, välpreciserat

(men abstrakt och svårdefinierbart) begrepp, relaterat till

kraftbegreppet och förmågan att förändra eller att utföra arbete.

Enheten för energi är [kWh] (Nationalencyklopedin, u.d.).

Energieffektivisering Att genom teknikval och bättre avvägning mellan investering och

driftkostnad uppnå den mest ekonomiska energianvändningen för

en i princip oförändrad energitjänst (Nationalencyklopedin, u.d.).

2

Energihushållning Att genom energieffektivisering uppnå en mer ekonomisk

energianvändning (Nationalencyklopedin, u.d.).

Fastighet Fast egendom som är upptagen eller skall upptas i fastighetsregister

såsom en självständig rättslig enhet (Institutet för värdering av

fastigheter, 1995).

Flerbostadshus Avser bostadshus med minst tre bostadslägenheter.

Frånluftsventilation Frånluftventilation innebär att tilluften kommer in i byggnaden

genom otätheter och lämnar byggnaden via ett rörsystem som drivs

av en fläkt (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

FTX-system Från- och tilluftssystem med värmeåtervinning (Warfvinge &

Dahlblom, 2010).

Funktionskrav Preciserade krav på vissa tekniska lösningar för en byggnads olika

delar.

Klimatskärm Yttervägg, yttertak, golv, fönster och ytterdörr (Swedisol).

Köldbryggor Delar av klimatskärmen där byggnadens värmeflöde är större än i

övriga omgivande byggnadsdelar.

Luftomsättning Beskriver hur mycket av luften i ett rum som byts ut under en viss

tid. Enheten för luftomsättning är [oms/h] (Warfvinge & Dahlblom,

2010).

Lufttäthet Beskriver hur många liter luft som per sekund läcker ut genom en

kvadratmeter av en byggnadsdel. Enheten för lufttäthet är [l/s, m2]

(Warfvinge & Dahlblom, 2010).

Lägenhet Ett eller flera utrymmen som i upplåtelsehänseende utgör en

självständig enhet. Man skiljer mellan bostadslägenhet och

lokallägenhet (Institutet för värdering av fastigheter, 1995).

Normalår Medelvärdet av utomhusklimatet (t.ex. temperatur) under en

längre tidsperiod (t.ex. 30 år).

3

Nyttjanderätt Rätt att nyttja fastighet, byggnad eller annan anläggning eller del

därav. Nyttjanderätt till fastighet kan innefatta bl.a. arrende, hyra

och tomträtt. Till nyttjanderätt räknas däremot inte servitut

(Institutet för värdering av fastigheter, 1995).

Servitut Rättighet för ägare till en fastighet, härskande fastighet, att i visst

hänseende nyttja eller på annat sätt ta i anspråk eller råda över en

annan fastighet, tjänande fastighet (Institutet för värdering av

fastigheter, 1995).

Specifik energianvändning Avser byggnadens totala energianvändning bortsett från dess

hushållsel, dvs. energianvändning för uppvärmning, varmvatten

och fastighetsel.

Traditionell fastighet En traditionell, enbart horisontell, avgränsad fastighet (Boverket,

Fastighetsindelning i tre dimensioner, 2004).

Tredimensionell fastighet En fastighet som i sin helhet är avgränsad både horisontellt och

vertikalt. I texten kallad 3D-fastighet. Kan bestå av flera utrymmen,

skiften (Boverket, Fastighetsindelning i tre dimensioner, 2004).

Tredimensionellt utrymme Utrymme av en fastighet som är avgränsad både horisontellt och

vertikalt. I texten kallad 3D-utrymme. Begreppet omfattar 3D-

fastighet och 3D-fastighetsutrymme (Boverket,

Fastighetsindelning i tre dimensioner, 2004).

4

1 Inledning

I det inledande kapitlet presenteras projektets bakgrund och problembeskrivning. Därefter följer en

beskrivning av projektets syfte, frågeställning och de avgränsningar som gjorts.

1.1 Bakgrund

Under perioden 1965 – 1974 genomfördes ett av Sveriges mest kända projekt inom prefabricerat

byggande, det som kom att kallas för miljonprogrammet. Inom en tioårsperiod byggdes omkring en

miljon nya bostäder där målet var att lösa dåtidens akuta bostadsbrist samt höja bostadsstandarden och

idag utgör dessa ca en tredjedel av det svenska bostadsbeståndet.

Sverige står nu återigen inför växande bostadsbrist samtidigt som samhället har begränsade ytor i

stadskärnor och tätorter. Nyproduktion av flerbostadshus utanför dessa områden kräver en omfattande

samhällsplanering och en stor ekonomisk insats, detta har lett till att man idag söker alternativa

lösningar på rådande bostadsbrist.

Miljonprogrammets energikrävande bostäder står under upprustning och renovering på grund av

tekniskt slitage. I och med EU-direktivet 2010/31 finns det förhöjda krav på att höja energiprestanda i

byggnader, vilket kan göras genom renovering och minskning av en byggnads totala Atemp. Då renovering

och upprustning är kostsamma projekt kan våningspåbyggnad vara en alternativ lösning.

1.2 Problembeskrivning

När man pratar om energieffektivisering i byggnader finns det ett flertal aspekter att ta hänsyn till. För

att nämna några finns effektförluster i klimatskärmen, energiförluster i tekniska lösningar sett till

ventilation och uppvärmning samt förluster i övriga installationer. Vid upprustning av

miljonprogramshus kommer därför en utvärdering av lämpliga energisparåtgärder krävas för att

fastställa lönsamheten i varje enskild åtgärd.

Våningspåbyggnad är en alternativ form till att bygga nytt eller renovera redan befintligt

bostadsbestånd. En påbyggnation kan inte bara minska bostadsbristen utan kommer också öka

byggnadens totala energiprestanda vilket i sin tur påskyndar fullbordan av de Svenska målen gällande

en effektivare energianvändning.

1.3 Syfte

Syftet med projektet är att undersöka hur energiprestandan för ett typiskt flerbostadshus från

miljonprogrammet förändras då det utrustas med en våningspåbyggnad. Genom förstudie, simulering

samt eventuella teoretiska beräkningar kommer energiprestandan, representerad av energianvändning

per Atemp, kunna svara på om en energilösning av denna form är lämplig vid upprustning av

energikrävande byggnader.

5

1.4 Frågeställning

Rapportens ledande frågeställningar utgörs av nedanstående punkter.

- Utvärdera energiprestandan för en våningspåbyggnad enligt Boverkets Byggregler (BBR).

- Jämföra energiprestandan hos flerbostadshus byggda 1961-1975 med de flerbostadshus som

utrustats med en våningspåbyggnad från samma år.

- Utvärdera om en våningspåbyggnad av denna form är en renovering eller nyproduktion sett till

Boverkets Byggregler (BBR).

1.5 Avgränsningar

Våningspåbyggnad är ett omfattande projekt och för att inte behöva ta hänsyn till alla aspekter har vissa

avgränsningar gjorts.

- Rapporten ska främst behandla de energitekniska aspekterna i en våningspåbyggnad.

- Rapporten kommer inte behandla byggprocess eller tillverkning av påbyggnad djupare än att

läsaren ska förstå principen.

- Rapporten riktar sig till våningspåbyggnad på flerbostadshus byggda 1961-1975.

6

2 Allmänt om miljonprogrammet

Detta kapitel behandlar bakgrund och grundläggande information gällande miljonprogrammet och

dess hustyper.

Redan 1950 rådde det bostadsbrist i Sverige på grund av efterkrigstidens oavbrutna högkonjunktur samt

stora tillströmning från landsbygd till städer. Med en snabbväxande befolkning började Sverige få svårt

att förse alla med bostäder och det trots det kraftiga bostadsbyggandet som skedde under mitten av 50-

talet fram till början av 60-talet. År 1964 tog Sveriges riksdag beslut om att genomföra det så kallade

”Miljonprogrammet” vilket innebar att Sverige under tioårsperioden 1965-1974 skulle upprätta en

miljon nya bostäder. Avsikten med programmet var främst att möta den stigande bostadsefterfrågan

och samtidigt höja bostadsstandarden. Sverige hade under lång tid varit trångbott och på många ställen

saknades det modern standard såsom värme, wc, badrum, rinnande vatten och avlopp.

För att lyckas genomföra ett sådant omfattande arbete under rådande tids- och kostnadspress

utvecklades nya och mer effektiva sätt att bygga på. Bland annat användes standardisering,

serietillverkning, elementbyggeri och storskaliga projekt för att hålla kostnaderna nere (Vidén &

Lundahl, 1992). Föreskrifter, råd och anvisningar för husbyggande bestämdes under tidsperioden av

BABS 60/67 där funktionskrav och samordnade bestämmelser skulle göra arbetet mer effektivt.

Planering av bostadsområden anpassades också många gånger efter färdiga ritningar, hellre än efter

aktuell terräng. Husen byggdes på lättexploaterad eller inte tidigare bebyggd mark där stora plana

bostadsområden gick att skapa. Att bygga snabbt och mycket bostäder på så kort tid låg i fokus medan

långsiktiga underhålls– och förvaltningsfrågor lätt glömdes bort (Vidén & Lundahl, 1992).

Under programåren byggdes det totalt omkring 920,000 lägenheter i flerbostadshus och omkring

830,000 av dessa finns idag kvar i vårt svenska bostadsbestånd. Av de kvarstående lägenheterna har

mindre än 20 procent genomgått renovering och än mindre del uppfyller framtida krav på effektiv

energianvändande (Industrifakta, 2008). Lägenheter byggda under miljonprogrammet har ofta

genomtänkta planlösningar med bra funktion och mycket ljusinsläpp (Energimyndigheten, 2010).

Dessvärre har bostädernas ålder på närmare 40 till 50 år lett till stort slitage samt dåliga tekniska

lösningar och är därför i stort behov av upprustning. Stambyten och förnyelse av elinstallationer samt

byte av ventilation, fönster, balkonger och fasad är bara några av de åtgärder som kommer krävas för

att uppnå de skärpta kraven på energianvändning (Boverket, Miljonprogrammet, 2014).

De närmaste 10 – 15 åren kommer stora investeringar krävas både i byggnadsteknik och effektivisering

av energikrävande byggnader (Industrifakta, 2008). Typiskt för miljonprogrammets byggnader är en

genomsnittlig energianvändning på omkring 220 kWh/m2 och år varav 125 kWh är värme, 40 kWh är

varmvatten, 20 kWh är fastighetsel och 35 kWh är hushållsel. Ett nybyggt flerbostadshus har idag en

genomsnittlig energianvändning på omkring 110 kWh/m2 och år exkl. hushållsel (Energimyndigheten,

2010).

7

Flerbostadshus byggda under tidsperioden 1961 – 1975 beräknas använda 25 procent mer energi per

kvadratmeter jämfört med hus byggda under 2000-talet (Industrifakta, 2008). Eftersom stora delar av

Sveriges bostadsbestånd består av flerbostadshus från tidsperioden är renovering och upprustning

ofrånkomligt för att uppnå EU-direktivet gällande byggnaders energiprestanda. Direktivet säger bland

annat att alla nya byggnader 2020 ska vara NNE1-byggnader, eller också om renovering av befintlig

byggnad sker till mer än 25 procent (Om byggnaders energiprestanda, 2010). I och med hårdare krav

kommer omfattande renoveringar mer eller mindre framtvingas. Förnyelse av flerbostadshus från den

här perioden är och kommer vare en samhällsekonomisk utmaning i modern tid.

2.1 Hustyperna

Vanligaste hustypen, gällande flerbostadshus, från den här tidperioden är låga lamellhus, höga lamell-

och skivhus, punkthus och loftgångshus. Gemensamt för dessa är periodens typiska stildrag som har sin

förebild i tidigare funktionalism i Sverige och utomlands. Enkla geometriska husformer med släta

odekorerade fasader i puts, tegel, betong, vit kalksten eller plåt var vanligt förekommande. Till en början

var betongens gråa kulör ett genomgående tema hos de flesta husen men med tiden tillkom även starkare

och klarare kulörer i rött, orange och brunt.

Taken är plana eller svagt inåtsluttande och saknar i de flesta fall taksprång. Bokhyllestommen slog

under denna tidsperiod igenom med bärande tvärgående mellanväggar och lätta icke bärande fasader.

Intresset för massproduktion av lägenheter till låga kostnader och med en förhållandevis hög invändig

standard innebar stor variationsbegränsning vilket resulterat i husens enkla och upprepade utformning.

Husen placerades i stora grupper i utkanten av städerna och det var därför viktigt att kunna erbjuda

både kollektivtrafik och god service. För att uppfylla detta använde stadsplanerarna sig av begreppet

ABC-stad, vilket står för Arbete, Bostad och Centrum. De boende skulle inom korta avstånd kunna

arbeta och bo samt ha tillgång till butiker, lokal service och andra institutioner (Vidén & Lundahl, 1992)

(Björk, Kallstenius, & Reppen, 1984).

1 Nära-nollenergibyggnad: ”En byggnad som har mycket hög energiprestanda, som bestäms i enlighet med bilaga

I. Nära nollmängden eller den mycket låga mängden energi som krävs bör i mycket hög grad tillföras i form av

energi från förnybara energikällor, inklusive energi från förnybara energikällor som produceras på plats, eller i

närheten.”

8

2.1.1 Låga lamellhus

Under miljonprogrammet var lamellhus med två

till tre våningar, i vissa fall även fyra, den

vanligaste förekommande hustypen, se figur 1.

Dessa karaktäriserades av att ha två men oftast

flera likartade trapphusenheter med två till tre

lägenheter per plan. Under denna tidsperiod

gällde också det absoluta hisskravet först när

översta bostadsplanet låg mer än nio meter över

marken, vilket förklarar avsaknaden av hiss i

många av dessa byggnader (Vidén & Lundahl,

1992). Lamellhusens placering skedde antingen

genom parallelluppställning eller med fyra

fristående hus kring en bilfri gård. Byggnaderna var även i de flesta fallen både källar– och vindlösa

eftersom detta förenklade och minimerade kostnader för produktionen ytterligare (Björk, Kallstenius,

& Reppen, 1984).

2.1.2 Höga lamellhus - Skivhus

I utkanten av städerna, vanligast i förorter och större städer, byggdes de så kallade skivhusen, höga

lamellhus med åtta till nio våningar. Dessa hus karaktäriseras av att de alltid hade hiss och mellan två

till fyra lägenheter per plan. På entréplan fanns delvis gemensamma utrymmen såsom lokaler, förråd

och tvättstuga, egen uteplats var inte heller en omöjlighet (Vidén & Lundahl, 1992). Skivhusens

placering skedde främst genom parallelluppställning vilket bidrog till att miljön upplevdes monoton och

upprepad. Mellan huskropparna upprättades det bilfria gårdar (Björk, Kallstenius, & Reppen, 1984).

2.1.3 Punkthus

Punkthusen hade en närmare kvadratisk

planform och byggdes med tre till åtta våningar,

se figur 2. Trapphuset placerades i byggnadens

centrum och omringades i låga punkthus av fyra

hörnlägenheter, medan det i högre punkthus

kunde omringas av fler. Placering av dessa hus

skedde i form av klungor kring ett centrum men

också i form av grupper eller rader (Björk,

Kallstenius, & Reppen, 1984). Viktigt vid

placeringen var även husets orientering, man

försökte i största möjliga mån undvika att

lägenheter fick rena norr - eller nordostlägen.

Figur 2. Punkthus (http://karlstad.se/).

Figur 1. Lågt lamellhus (http://archileaks.se/).

9

Punkthus byggdes i de flesta fall på lerig och besvärlig mark vilket resulterat i att de är källarlösa, husen

saknar också vind (Vidén & Lundahl, 1992).

2.1.4 Loftgångshus

I de storskaliga förortsområdena finner vi de

typiska loftgångshusen som till antalet är

relativt få men som tack vare sin säregna

utformning starkt sammankopplas med

miljonprogrammet. Husen byggdes med två till

åtta våningar där utanpåliggande trapphus och

loftgångar förmådde betjäna ett större antal

lägenheter, se figur 3. Loftgångshusen är inte

speciellt privata då entré, kök och badrum vetter

mot loftgången vilket för många upplevs både

besvärande samt oattraktivt (Vidén & Lundahl,

1992).

Figur 3. Loftgångshus (http://karlstad.se/).

10

3 Lagar och byggregler

I detta kapitel presenteras kortfattat de lagar och regler som finns beträffande energihushållning.

Därefter följer en beskrivning om Sveriges klimatzoner och om energideklarationer. Kapitlet framför

också tabeller över vilka gränsvärden som gäller för energianvändning och effektbehov i Sverige.

I Sverige finns det regler gällande byggande och dessa finner man i plan- och bygglagen (PBL), plan-

och byggförordningen (PBF), Boverkets konstruktionsregler (EKS) och Boverkets byggregler (BBR).

Reglerna är minimikrav på vad som gäller för byggnader med avseende på utformning, tillgänglighet

och användbarhet, bärförmåga, brandskydd, hygien, hälsa, miljö, hushållning med vatten och avfall,

bullerskydd, säkerhet vid användning och energihushållning.

Det finns både nationella och internationella mål att uppfylla beträffande energianvändning. Boverket

har därför antagit regler om byggnaders energihushållning för att nå upp till de framtagna målen. De

övergripande kraven på energihushållning framgår i BBR, där bland annat bestämmelser över hur

många kilowattimmar per kvadratmeter och år en byggnad får använda beskrivs. Detaljerade krav

såsom för värmeisolering, värme-, kyl- och luftbehandlingsinstallationer, effektiv elanvändning och

installation av mätsystem för uppföljning av energianvändning finns också beskrivna i BBR.

För att förstå BBR:s krav finns några nyckeldefinitioner som kan vara bra att känna till. En byggnads

energianvändning [kWh/m2, år] är den energi, som man under ett normalår, behöver tillföra byggnaden.

Även benämnd som köpt energi för uppvärmning, komfortkyla, tappvarmvatten och fastighetsel.

Hushållsenergi, solceller, solfångare ingår däremot inte i en byggnads energianvändning.

3.1 Skärpta krav

Vid nybyggnation och om- och tillbyggnad ska hänsyn till BBR:s egenskapskrav gällande färdiga

byggnader tas.

År 2006 kom det regler gällande energihushållning där en övre gräns för byggnaders energianvändning

fastställdes för att därmed styra mot en lägre energianvändning i alla nya byggnader. Reglerna ställer

krav på byggnadens specifika energianvändning och anges som maximalt tillåten energimängd, dvs.

kWh/m2Atemp och år. Atemp definieras som arean av samtliga våningsplan, vindsplan och källarplan som

avses värmas till mer än 10 ˚C. Arean begränsas av klimatskärmens insida. Area för garage ingående i

byggnad räknas inte med.

Kraven kring specifik energianvändningen varierar beroende på om det är bostad eller lokal, om elvärme

används eller inte och i vilken klimatzon (I, II, III, IV) byggnaden är belägen inom, se figur 4. Då Sverige

är ett långt land med olika klimatförutsättningar har zonerna gjort det möjligt att ställa avvägda krav på

byggnadens energihushållning oavsett placering. År 2009 sattes även en övre gräns för vad eluppvärmda

byggnaders installerade eleffekt för uppvärmning får uppgå till. Effektkravet gäller således bara

11

elvärmda byggnader. Men även byggnad med värmepump betraktas normalt som elvärmd. Gränsen för

elvärmd byggnad går vid 10 W/m2Atemp. Installeras högre eleffekt än så för uppvärmning, då är det en

elvärmdbyggnad (Boverket, Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler - utgåva två,

2012).

Antalet klimatzoner i Sverige har under åren förändrats, idag (år 2015) har vi fyra klimatzoner.

Klimatzon I utgörs av Norrbotten, Västerbotten och Jämtlands län.

Klimatzon II utgörs av Västernorrlands, Gävleborgs, Dalarnas och

Värmlands län.

Klimatzon III utgörs av Jönköping, Kronobergs, Östergötlands,

Södermanlands, Örebro, Västmanlands, Stockholms, Uppsala, Gotlands

län samt Västra Götalands län utom kommunerna Göteborg, Härryda,

Mölndal, Partille och Öckerö.

Klimatzon IV utgörs av Kalmar, Blekinge, Skåne och Hallands län samt

Västra Götalands län med kommunerna Göteborg, Härryda, Mölndal,

Partille och Öckerö.

Gränsvärden gällande energi- och effektkrav för småhus och flerbostadshus i respektive klimatzon finns

tabellerade i avsnitt 9:2 i BBR, se Bilaga A. Kraven tillåter en högre energianvändning ju längre norrut i

landet man befinner sig, vilket innebär att gränsvärden för klimatzon I är högre än gränsvärdena för den

allra sydligaste klimatzonen IV, se tabell 1 och 2 nedan (Boverket, Regelsamling för byggande, BBR,

2015).

Figur 4. Sveriges klimatzoner (Boverket).

12

Tabell 1. Gränsvärden för byggnaders energianvändning (BBR 2015, avsnitt 9).

Typ av byggnad och

uppvärmningssätt

Klimatzon

I

Klimatzon

II

Klimatzon

III

Klimatzon

IV

Specifik energianvändning [kWh/m2Atemp, år]

Exkl. hushållsel.

Småhus med annat uppvärmningssätt än

elvärme

130 110 90 80

Småhus med elvärme 95 75 55 50

Småhus där Atemp är mindre än 50 m² Inget krav Inget krav Inget krav Inget krav

Flerbostadshus med annat

uppvärmningssätt än elvärme

115 100 80 70

Flerbostadshus med annat

uppvärmningssätt än elvärme där Atemp är

större än 50 m² och innehåller lägenheter

med boyta om högst 35 m² vardera

125 110 90 80

Flerbostadshus med elvärme 85 65 50 45

Flerbostadshus med elvärme där Atemp är



90 70 55 50

Tabell 2. Gränsvärden för byggnaders effektbehov (BBR 2015, avsnitt 9).

Typ av byggnad och

uppvärmningssätt

Klimatzon

I

Klimatzon

II

Klimatzon

III

Klimatzon

IV

Installerad eleffekt för uppvärmning [kW]

Småhus med elvärme 5,51 5,02 4,53 4,54

Småhus där Atemp är mindre än 50 m² Inget krav Inget krav Inget krav Inget krav

Flerbostadshus med elvärme 5,51 5,02 4,53 4,54

Flerbostadshus med elvärme där Atemp är



5,51 5,02 4,53 4,54

1) Tillägg får göras med o,o35(Atemp -130) då Atemp är större än 130 m2




Förutom ställda krav på specifik energianvändning och installerad eleffekt för uppvärmning ställs även

krav på klimatskärmens genomsnittliga luftläckage och en byggnads genomsnittliga

värmegenomgångskofficienten Um, mer om det i kapitel 2.4.3 Värmeöverföring.

13

3.2 Energideklaration

I oktober år 2006 trädde lagen om energideklaration i kraft med syftet att främja en effektiv

energianvändning och god inomhusmiljö i byggnader. Energideklarationen utförs av en oberoende

expert inom området på uppdrag av fastighetsägaren. Energideklaration av exempelvis bostad sker

normalt vid försäljning. Nya byggnader energideklareras senast två år efter byggnaden tagits i bruk. En

energideklaration ska innehålla uppgifter om den uppvärmda arean i huset (Atemp), husets

energianvändning (uppvärmning, komfortkyla, tappvarmvatten) och byggnadens fastighetsel,

åtgärdsförslag (om sådant finns) för att minska energianvändningen samt uppgifter om radonmätning

respektive obligatorisk ventilationskontroll är utförd eller inte. Deklarationen innehåller utöver dessa

även andra uppgifter såsom byggnadens värmesystem och ventilationssystem.

För att underlätta jämförelser mellan olika byggnader finns sedan den 1 januari år 2014 ett system med

klassning av energiprestandan. Klassningsskalan är utformad från A till G där A anses vara bästa

klassen, se figur 5. Energideklarationer för byggnader utförda innan 2014 ser något annorlunda ut, se

figur 6, men kan kompletteras i efterhand med den nya klassningsskalan om ägaren så skulle vilja. Nya

hus byggda senaste åren klassas från A till C, men då flertalet hus är äldre än så hamnar hus vanligen i

klasserna D till G. Skalans energiklasser utgår från BBR:s krav gällande energianvändning och är därför

beroende av typ av byggnad, om den är eluppvärmd eller inte, och var i Sverige den är belägen (Boverket,

Energideklaration, 2014). Nedan beskrivs klasserna som sådana:

EP = Energiprestanda för den aktuella byggnaden

≤ = mindre än eller lika med

> = mer än eller lika med

A = EP är ≤ 50 procent av kravet för en ny byggnad.

B = EP är > 50 - ≤ 75 procent av kravet för en ny byggnad.

C = EP är > 75 - ≤ 100 procent kravet för en ny byggnad.

D = EP är > 100 - ≤ 135 procent av kravet för en ny byggnad.

E = EP är > 135 - ≤ 180 procent av kravet för en ny byggnad.

F = EP är > 180 - ≤ 235 procent av kravet för en ny byggnad.

G = EP är > 235 procent av kravet för en ny byggnad.

Figur 5. Klassningsskala A till G (Klimat.se).

14

I äldre energideklarationer beskrivs en byggnads

energianvändning genom illustrationen av ett hus med sju

olika energinivåer, se figur 6.

Nivå 1 (liten) = EP är ≤ 50 [kWh/m2, år]

Nivå 2 = EP är > 50 - ≤ 100 [kWh/m2, år]

Nivå 3 = EP är > 100 - ≤ 150 [kWh/m2, år]

Nivå 4 = EP är > 150 - ≤ 200 [kWh/m2, år]

Nivå 5 = EP > 200 - ≤ 300 [kWh/m2, år]

Nivå 6 = EP > 300 - ≤ 400 [kWh/m2, år]

Nivå 7 (stor) = EP > 400 [kWh/m2, år]

3.3 Tillämpningsområden

Reglerna om energihushållning ställda i BBR gäller både vid uppförandet av ny byggnad men också vid

ändring av redan befintlig byggnad. Beroende på om det är en nyproduktion eller ändring av redan

befintlig byggnad kommer kraven i BBR skilja sig åt (Boverket, Handbok för energihushållning enligt

Boverkets byggregler - utgåva två, 2012).

3.3.1 Ny byggnad

Nyproduktion ska alltid eftersträva de krav som ställs i BBR. Krav gällande energihushållning finns

tabellerade i BBR avsnitt 9:2, se Bilaga A.

3.3.2 Ändring av byggnad

Vid ändringar av redan befintlig byggnad gäller i regel samma krav på energihushållning som vid

uppförandet av en ny byggnad. Däremot kan kraven komma att behöva anpassas utifrån ändringens

omfattning och byggnadens förutsättningar samt varsamhetskravet och förvanskningsförbudet enligt

PBL (Boverket, Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler - utgåva två, 2012).

Varsamhetskrav och förvanskningskrav kan t.ex. gälla för byggnadsminne och skyddad detaljplan.

Kraven på energihushållning ska tillämpas så att de övriga tekniska egenskapskraven kan tillgodoses

och så att byggnadens kulturvärden inte skadas och att de arkitektoniska och estetiska värdena kan tas

tillvara (Boverket, Regelsamling för byggande, BBR, 2015).

”Ändring av byggnader får inte medföra att energieffektiviteten försämras, om det inte finns

synnerliga skäl. Dock får energieffektiviteten försämras om byggnaden efter ändring ändå

uppfyller kraven i avsnitt 9:2–9:6” (Boverket, Regelsamling för byggande, BBR, 2015)

Om en byggnad efter ändring inte uppfyller kraven för specifik energianvändning angivna i BBR, avsnitt

9:2, bör U-värden i tabell 3 eftersträvas. Mer om U-värden återfinns i kapitel 2.4.3 Värmeöverföring

samt fullständigt utdrag ur BBR i Bilaga B.

Figur 6. Nivåskala 1 till 7 (Boverket).

15

Tabell 3. Rekommenderade U-värden för ändrade byggnadsdelar (BBR 2015, tabell 9:92).

Byggnadsdel, Ui [W/m2K]

Utak 0,13

Uvägg 0,18

Ugolv 0,15

Ufönster 1,2

Uytterdörr 1,2

3.3.3 Tillbyggnad

Tillbyggnad faller in under begreppet ändring av en byggnad enligt PBL. Detta medför att en tillbyggnad

får lov att följa samma krav som är gällande vid ändring av byggnad, vilket enligt ovan i första hand ska

eftersträva kraven för nyproduktion (Boverket, Handbok för energihushållning enligt Boverkets

byggregler - utgåva två, 2012).

16

4 Teori

I detta kapitel beskrivs projektets teoretiska referensram. Energihushållning, byggnaders energi- och

effektbehov samt tillhörande krav är några områden som berörs närmare. Viktiga begrepp såsom

Atemp, Um-värde och DVUT förklaras också mer ingående. I kapitlets senare delar beskrivs även

begreppen transmissions- och ventilationsförluster.

4.1 Energihushållning

I samband med de krav som ställs på byggnader idag gäller det att utforma klimatskärmen och

byggnaden i helhet på sådant sätt att den tillsammans med övriga installationer och apparater begränsar

energianvändningen. Detta åstadkoms genom att eftersträva:

- Låga värmeförluster

- Lågt kylbehov

- Effektiv värme- och kylanvändning

- Effektiv elanvändning

Energihushållningskrav för byggnader varierar naturligtvis beroende på typ av byggnad och

verksamhet, uppvärmningsperiod och gratisvärme.

Energianvändning i hus har i stort sett varit konstant under de senaste decennierna samtidigt som

uppvärmd yta (Atemp) ökat med närmare 40 procent under samma tid, vilket är en stor minskning av den

specifika energianvändningen i byggnadsbeståndet. Detta förklaras genom att vi förr hade mindre

bostäder men med lägre energiprestanda jämfört med idag då vi har större bostäder men med högre

energiprestanda. Begränsning av en byggnads energianvändning är betydande eftersom 40 procent av

landets totala energi går till bostäder och lokaler, varav ca 65 procent avser uppvärmning och

ventilation, medan resten avser varmvatten, fastighets- och hushållsel (Petersson, 2013). Eftersom så

pass stor del av energin går åt till uppvärmning och ventilation ställs också höga krav klimatskärmen,

lufttäthet och ventilation så att låga energiförluster uppnås.

Byggnaders energianvändning kan studeras med hjälp av en energibalans, där förluster genom

klimatskärmen, luftläckage och ventilation samt uppvärmning av varmvatten ska balanseras av tillförd

energi i form av personvärme, processenergi, hushållsel, värmeåtervinning med mera.

17

Byggnaders energianvändning, 𝐸𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣,𝑡𝑜𝑡, beräknas enligt

𝐸𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣,𝑡𝑜𝑡 = 𝑄𝑡 + 𝑄𝑣 + 𝑄𝑙𝑙 + 𝑄𝑡𝑣𝑣 + 𝑄𝑑𝑟.𝑒𝑙 − 𝑄𝑔𝑟𝑎𝑡𝑖𝑠 + 𝑄𝑘𝑦𝑙 + 𝑊ℎ𝑒𝑙 + 𝑊𝑓𝑒𝑙 (kWh/år) (1)

[𝑄𝑡 + 𝑄𝑣 + 𝑄𝑙𝑙 + 𝑄𝑡𝑣𝑣 + 𝑄𝑑𝑟.𝑒𝑙 − 𝑄𝑔𝑟𝑎𝑡𝑖𝑠 + 𝑄𝑘𝑦𝑙] = 𝑄𝑣ä𝑟𝑚𝑒−𝑜𝑐ℎ 𝑘𝑦𝑙𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣

Där

- 𝑄𝑡 Är transmissionsförluster inkl. köldbryggor genom klimatskärm

- 𝑄𝑣 är ventilationsförluster

- 𝑄𝑙𝑙 är luftläckageförluster (otätheter i klimatskärmen, vädring)

- 𝑄𝑡𝑣𝑣 är uppvärmning tappvarmvatten

- 𝑄𝑑𝑟.𝑒𝑙 är fastighetsel för själva byggnadens behov såsom el för distributions- och

reglerutrustning, pumpar, fläktar och motorer, fast belysning i allmänna utrymmen etc.

- 𝑄𝑔𝑟𝑎𝑡𝑖𝑠 är värmetillskott från interna laster, värmetillskott genom solinstrålning samt

värmetillskott genom installerade solfångare, avloppsvärmeväxlare och dylikt.

- 𝑄𝑘𝑦𝑙 är energibehov för kyla

- 𝑊ℎ𝑒𝑙 är hushållselenergi i bostäder och verksamhetselenergi i lokaler

- 𝑊𝑓𝑒𝑙 är fastighetselenergi

- 𝑄𝑣ä𝑟𝑚𝑒−𝑜𝑐ℎ 𝑘𝑦𝑙𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣 är årligt värme- och kylbehov

4.2 Energibehov

En byggnads energibehov kan beskrivas som den värmeenergi som åtgår vid uppvärmning samt övriga

energibehov under ett normalår. Energibehovet beror bland annat till stor del av byggnadens

klimatskärm och medeltemperaturen utomhus under uppvärmningsperioden. Energin för

uppvärmning ska därmed balansera förekommande värmeförluster såsom transmissionsförluster

genom klimatskärmen, ventilationsförluster, konvektionsförluster, energiåtgång vid tappvarmvatten

och energi för distributions- och reglerförluster. Förlustposterna kan i viss mån vägas upp av eventuell

värmeåtervinning, värmetillskott i form av varmvatten, hushållsel, personvärme och solvärme

(Petersson, 2013).

Byggnaders årliga energibehov (enbart uppvärmning), 𝐸𝑢𝑝𝑝𝑣, beräknas enligt

𝐸𝑢𝑝𝑝𝑣 = ∑ 𝐹𝑡𝑜𝑡 ∙ (𝑇𝑔 − 𝑇𝑢𝑡)

8760

1

∙ ∆𝑇 = 𝐹𝑡𝑜𝑡 ∙ ∑ (𝑇𝑔 − 𝑇𝑢𝑡) ∙ ∆𝑇

8760

1

= 𝐹𝑡𝑜𝑡 ∙ 𝐺𝑡 (kWh/år) (2)

Där

- 𝐹𝑡𝑜𝑡 är den totala värmeförlustfaktorn, se ekvation (24) under avsnitt 2.5.6 Ventilationsförlust.

- ∑ (𝑇𝑔 − 𝑇𝑢𝑡) ∙ ∆𝑇87601 är ytan proportionell mot uppvärmningsbehovet och kallas för gradtimmar,

𝐺𝑡

18

- 𝑇𝑔 är balanstemperatur och motsvaras av gratis värmeeffekt

Gradtimmar beräknas för olika normalårstemperaturer för olika orter och kan avläsas i tabellverk. En

byggnads årliga värmeenergibehov kan även beräknas genom en grov approximering, vilket då görs med

hjälp av årsmedeltemperaturen 𝑇𝑢𝑛 (hela året benämns ha en och samma årsmedeltemperatur).

𝐸𝑢𝑝𝑝𝑣 = 𝐹𝑡𝑜𝑡 ∙ (𝑇𝑔 − 𝑇𝑢𝑛) ∙ 8760 (kWh/år) (3)

4.2.1 Energikrav

Byggnader måste idag uppfylla en mängd olika funktionskrav för att tillgodose ett hälsosamt klimat med

god komfort och luftkvalitet, samtidigt som krav om låg energianvändning, god beständighet samt rimlig

miljöbelastning ska uppnås. Dessa generella funktionskrav är egenskapskrav för byggnader och kan

jämföras med EU-direktivet 2010/31 som definierats för byggnader. Kraven innebär i princip att

klimatskärmen ska ha tillräcklig värmeisolering, tillräckligt fuktskydd, är hållbara och ger låg

miljöbelastning (Petersson, 2013).

Idag när vi upprättar nya byggnader måste en energiberäkning genomföras för att kunna påvisa att

byggnaden uppfyller de krav som ställs i BBR:s avsnitt 9. För byggnader där Atemp inte överskrider 100

m2 och där fönster och dörrar inte är allt för stora samt kylbehov saknas finns undantag som medger att

energiberäkning inte är nödvändig. Kraven varierar och beror även här av vilken klimatzon byggnaden

befinner sig inom, om det är eluppvärmt eller inte samt om det är en bostad eller lokal (Boverket,

Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler - utgåva två, 2012).

4.2.2 Byggnadens specifika energianvändning

I BBR finns som tidigare nämnt krav för det högsta tillåtna behovet av köpt energi per uppvärmd

golvarea i färdig byggnad under ett normalår, även kallat specifik energianvändning.

Den specifika energianvändningen, 𝑄𝑠𝑝𝑒𝑐, beräknas enligt

𝑄𝑠𝑝𝑒𝑐 =𝑄𝑣ä𝑟𝑚𝑒−𝑜𝑐ℎ 𝑘𝑦𝑙𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣 + 𝑊𝑓𝑒𝑙

𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝

(kWh/m2 Atemp, år) (4)

Där

- 𝑄𝑣ä𝑟𝑚𝑒−𝑜𝑐ℎ 𝑘𝑦𝑙𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣 är årligt värme- och kylbehov

- 𝑊𝑓𝑒𝑙 är fastighetselenergi

- 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 är golvarea i samtliga våningsplan för utrymmen som uppvärms till mer än 10 ˚C

begränsade av klimatskärmens insida (garage i byggnaden medräknas normalt inte i denna

area).

19

Den specifika energianvändningen kan också användas omvänt för att begränsa en byggnads hela

energianvändning, 𝑄𝑚𝑎𝑥, till en maximalt tillåten energianvändning enligt följande

𝑄𝑚𝑎𝑥 = 𝑄𝑠𝑝𝑒𝑐 ∙ 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 (kWh/år) (5)

Genom att benämna energihushållning som en specifik energianvändning hos färdig byggnad blir

energibehovet oberoende av energitillförselsystem och motsvarar därigenom den verkliga

energianvändningen (Petersson, 2013).

4.2.3 Värmeöverföring

I BBR ställs krav på byggnaders värmeisolering, även benämnda Um-värdeskrav. Dessa anger det högsta

godtagbara genomsnittliga värmegenomgångskofficienten, Um, vilket beskriver hur stora

värmeförluster som maximalt får passera genom klimatskärmen. Um-värdet är en sammanvägning av

byggnadens U-värde för respektive byggnadsdel i klimatskärmen samt av byggnadens köldbryggor

(linjära och punktformiga) (Boverket, Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler -

utgåva två, 2012).

Den vanligaste linjära köldbryggan betecknas med bokstaven ψ och uttalas som ”psi”. Köldbryggan

förekommer vid anslutningar mellan olika byggnadsdelar såsom vägg och tak, vägg och platta på

marken, vägg och fönster och dörrar. Den återfinns också där två väggar möts som tvådimensionella

värmeflöden. Köldbryggan har enheten [W/m∙K] (Petersson, 2013).

Den punktformiga köldbryggan betecknas med bokstaven χ och uttalas som ”chi”. Köldbryggan

förekommer vid utvändiga hörn såsom i anslutningar mellan två ytterväggar och tak och bildar där

igenom ett tredimensionellt värmeflöde. Den punktformiga köldbryggan existerar alltså i

skärningspunkten mellan linjära köldbryggor och normalt bortses dessa vid beräkning av Um-värdet.

Köldbryggan har enheten [W/K] (Petersson, 2013).

Värmeöverföring sker också genom luftläckage därför är det viktigt att en byggnads klimatskärm har

god lufttäthet. Uppvärmda byggnader medför luftläckage och invändigt övertryck vilket leder till att

varm inomhusluft läcker in i väggar eller upp på vinden och på sätt kyls ner och bildar kondens mot

kalla ytor. Risken för att fuktskador uppstår inuti klimatskärmens byggnadsdelar finns om lufttätheten

är dålig. För att undvika luftläckage och fuktskador bör klimatskärmen eftersträva krav givna i BBR. En

otät byggnad medför också till större energianvändning då ex. ventilationssystem och

uppvärmningssystem får arbeta onödigt mycket för att tillfredsställa ett bra inomhusklimat (Boverket,

Lufttäthet, 2014).

20

Den genomsnittliga värmegenomgångskofficienten, 𝑈𝑚, beräknas enligt

𝑈𝑚 =∑𝑈𝑖 ∙ 𝐴𝑖 + ∑𝜓𝑘 ∙ 𝑙𝑘 + ∑𝑋𝑗

𝐴𝑜𝑚

(W/m2∙K) (6)

Där

- 𝑈𝑖 är värmegenomgångskofficienten för byggnadsdelen ”𝑖” (W/m2∙K)

- 𝐴𝑖 är arean för byggnadsdelen ”𝑖” yta mot uppvärmd inneluft (m2)

- 𝛹𝑘 är värmegenomgångskofficienten för den linjära köldbryggan ”𝑘” (W/m∙K)

- 𝑙𝑘 är längden av den linjära köldbryggan ”𝑘” mot uppvärmd inneluft (m)

- 𝜒𝑗 är värmegenomgångskofficenten för punktformiga köldbryggan ”𝑗” (W/K)

- 𝐴𝑜𝑚 är sammanlagd area för omslutande byggnadsdelars ytor mot uppvärmd inneluft (m2)

Enligt BBR gäller ett högsta gränsvärde för den genomsnittliga värmegenomgångskofficienten, Um, i

bostäder och lokaler vilket inte får överskrida 0,40 [W/m2∙K] respektive 0,60 [W/m2∙K].

Beräkningar på den genomsnittliga värmeövergångskofficienten Um bygger på grundvärden för material

och skikt men också på beräkningar på totalt värmemotstånd och konventionellt U-värde för respektive

byggnadsdel. Figur 7 visar exempel på hur en indelning av byggnadsdelens olika skikt kan göras vid

beräkning.

Värmegenomgångskofficienten för byggnadsdel, 𝑈𝑖, beräknas enligt

𝑈𝑖 =1

1𝛼𝑖𝑛

+ ∑𝛿𝜆

+1

𝛼𝑢𝑡

(W/(m2∙K) (7)

Där

- 𝛼 är värmeövergångstal (W/m2∙K)

- 𝛿 är tjocklek gränsskikt (m)

- 𝜆 är värmeledningsförmåga (w/m∙K)

I äldre litteratur benämns U-värde som I- och K-värde,

och är utan vidare jämförbara än idag. Begreppet K-

värde användes fram till 1968 och angavs då som

enheten [kcal/m, h∙K], idag används enheten [W/m∙K]

för värmekonduktivitet. Omvandling från K-värde till

U-värde görs genom att multiplicera K-värdet med en

faktor 1,163.

1 𝑘𝑐𝑎𝑙/ℎ = 1.163 𝑊 Figur 7. Värmeöverföring genom vägg.

21

Anmärkningsvärt att nämna är att, framför allt för gamla K-värden, efter omvandling kan upplevs för

låga. Detta eftersom själva beräkningsmetoden för värmeöverföring med tiden har ändrats.

Uppmärksamma också att det även kan bli lite felriktat att jämföra äldre K-värden och dagens U-värden

eftersom dessa är definierade under olika tidsperioder (Statens planverk, 1967).

Inversen till 𝑈 kallas värmemotstånd, 𝑅, och beräknas enligt

1

𝑈= 𝑅 =

1

𝛼𝑖𝑛

+ ∑𝛿

𝜆+

1

𝛼𝑢𝑡

= 𝑅𝑖𝑛 + ∑𝑅𝑖 + 𝑅𝑢𝑡 (m2∙K/W) (8)

Där

- 𝑅𝑖𝑛 =1

𝛼𝑘𝑜𝑛𝑣,𝑖𝑛+𝛼𝑠𝑡𝑟å𝑙𝑛,𝑖𝑛 (värmeövergångsmotstånd för insidan av väggen)

- ∑𝑅𝑖 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + ⋯ (värmemotstånd för de olika materialskikten i väggen)

- 𝑅𝑢𝑡 =1

𝛼𝑘𝑜𝑛𝑣,𝑢𝑡+𝛼𝑠𝑡𝑟å𝑙𝑛,𝑢𝑡(värmeövergångsmotstånd för utsidan av väggen)

Rimliga medelvärden för Rin och Rut kan antas till 0,13 respektive 0,04 [m2∙K/W] (Soleimani-Mohseni,

Bäckström, & Eklund, 2014).

Vid värmeisoleringsberäkningar ingår värmemotståndet som ett mått på konstruktionens

värmeisolering. Värmemotstånd för olika material beräknas med hjälp av materialets

värmekonduktivitet samt materialets tjocklek.

Värmemotståndet, 𝑅, beräknas enligt

𝑅 = 𝑑

𝜆

(m2∙K/W) (9)

Där

- 𝑑 är tjocklek (m)

- 𝜆 är värmeldningsförmåga (W/m∙K)

För enskilda skikt betecknas värmemotståndet med Ri och beräknas likt ekvation (9) där d byts mot

enskilda materialskiktets tjocklek di och enskilda materialets värmeledningsförmåga λi.

En byggnads värmeisolerande egenskap i olika delar påverkas av produktionsförutsättningar,

konstruktiv utformning, arbetsutförande och kontroll. För att ta hänsyn till dessa faktorer korrigeras

den ursprungliga värmegenomgångskofficienten, Ui, till Uc med avseende på springor och spalter ∆Ug,

för köldbryggor i form av fästanordningar ∆Uf och klimatpåverkan ∆Ur (Boverket, Handbok för

energihushållning enligt Boverkets byggregler - utgåva två, 2012).

22

Korrigerad värmegenomgångskofficient, 𝑈𝑐, beräknas enligt

𝑈𝑐 = 𝑈 + ∆𝑈𝑔 + ∆𝑈𝑟 + ∆𝑈𝑓 (W/m2∙K) (10)

Korrektion för springor och spalter, ∆𝑈𝑔, beräknas enligt

∆𝑈𝑔 = ∆𝑈𝑔0 ∙ (𝑅1

𝑅𝑇

)2 (W/m2∙K) (11)

Där

- 𝑅1 är värmemotståndet för det isoleringsskikt som innehåller springor och spalter (m2 ∙K/W)

- 𝑅𝑇 är byggnadsdelens totala värmemotstånd (m2∙K/W)

Tabell med rimliga värden för vanliga konstruktioner på ∆Ug0 hittas i Bilaga D.

Korrektion för klimatpåverkan, ∆𝑈𝑟, beräknas enligt

∆𝑈𝑟 =∙ p ∙ 𝑓𝑥 ∙ (𝑅𝑖

𝑅𝑇

) (W/m2∙K) (12)

Där

- 𝑅𝑖 är värmemotståndet för isoleringen ovan tätskiktet, 𝑅𝑖 =𝑑

𝜆𝑑𝑒𝑘𝑙+∆𝜆𝑤

- 𝑅𝑇 är takkonstruktionens totala värmemotstånd

- 𝑝 ∙ 𝑓𝑥är faktor för olika dygnsnederbörd under uppvärmningsperiod, Se Bilaga D.

korrektionstermen avser att kompensera för försämringen av värmeisoleringsförmågan vid

strömmande regn- och smältvatten samt vindpåverkan i isoleringsskiktet och tätskiktet.

Korrektion för köldbryggor, ∆𝑈𝑓, beräknas enligt

∆𝑈𝑓 = 𝛼 ∙ 𝜆𝑓 ∙ 𝑛𝑓 + 𝐴𝑓 (W/m2∙K) (13)

Där

- 𝛼 är typ av fästanordning (m-1)

- 𝜆𝑓 är fästanordningens värmeledningstal (W/m∙K)

- 𝑛𝑓 är antalet förbindningar per m2 byggnadsdel

- 𝐴𝑓är tvärsnittsarea för varje infästning (m2)

23

4.3 Effektbehov

En byggnads effektbehov avser det maximala energiflödet som krävs under ett år och är därmed

beroende av årets kallaste period. Effektbehov anges i watt [W] och är direkt kopplat till

investeringskostnader.

4.3.1 Effektkrav

Byggnader med eluppvärmning (värmepumpar, elpanna, direkttillverkande el etc.) är idag enligt BBR

begränsad till en maximalt installerad eleffekt. Gränsen för elvärmd byggnad går vid 10 W/m2Atemp, dvs.

vid högre installerad eleffekt än så för uppvärmning (varmvatten/ radiatorer/ golvvärme) anses

byggnaden som elvärmd. Hus med annan uppvärmning har ännu ingen maximal effektbegränsning.

Elvärmda hus är idag alltså tvungna att klara både effektkravet, energikravet och U-värdeskravet

(Boverket, Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler - utgåva två, 2012) (Warfvinge &

Dahlblom, 2010).

En byggnads installerade eleffekt för uppvärmning avser den eleffekt som behövs för själva

uppvärmningsanordningen inklusive den effekt som behövs för uppvärmning av ventilationsluft.

Dessutom ingår eventuell effekt för förvärmning, eftervärmning eller avfrostning i ventilationssystem.

Däremot ingår inte eleffekt för kringutrustning, t.ex. för interna distributionssystem såsom fläktar och

pumpar (Boverket, Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler - utgåva två, 2012).

4.3.2 DVUT – dimensionerande vinterutetemperatur

Vid beräkning av effektbehovet är det viktigt att känna till normalårets lägsta utomhustemperatur, dvs.

inte den absolut lägsta förekommande temperaturen under året utan den lägsta medeltemperaturen

under minst ett dygn. Denna temperatur kallas i BBR för dimensionerad vinterutetemperatur, DVUT

(Boverket, Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler - utgåva två, 2012).

Dimensionerad utevintertemperatur beräknas med hjälp av byggnaders tidskonstant, τ, som är ett mått

på dess värmetröghet. Tidskonstanten beskriver hur pass väl en byggnad klarar en tillfällig

temperaturändring utomhus eller ett avbrott i värmetillförseln utan att det märks allt för mycket på

inomhustemperaturen.

I dagligt tal är det populärt att benämna byggnader som lätt eller tung stomme då man pratar om dess

värmetröghet. Tunga byggnader reagerar långsammare på temperaturförändringar och kommer först

efter en längre kall period att påverka inomhustemperaturen (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

Beräkningar av DVUT baseras på att projekterad inomhustemperatur inte underskrids mer än 30 gånger

på 30 år.

24

Byggnaders tidskonstant, 𝜏, beräknas enligt

𝜏 =∑𝑐 ∙ 𝑚

∑𝑈 ∙ 𝐴 + 𝐹𝑣

∙1

3600

(h) (14)

Där

- 𝐶 är specifik värmekapacitet för respektive skikt (J/kg∙K)

- 𝑚 är massa för respektive konstruktionsskikt (kg)

- 𝑈 är värmegenomgågnskofficient (W/m2∙K)

- 𝐴 är arean (m2)

- 𝐹𝑣 är specifik värmeförlustfaktor pga. ventilation

Endast konstruktionsskikten innanför isoleringen ska ingå i beräkningen och inte mer än 100 mm

räknat från den varma insidan av väggen. Byggnaders tidskonstant kan även bestämmas genom ett

stegsvar, dvs. temperaturförändringen inomhus, ∆Tinne om utomhustemperaturen, ∆Tute, plötsligt

sjunker (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

Byggnaders tidskonstant utifrån stegsvar, ∆𝑇𝑖𝑛𝑛𝑒, beräknas enligt

∆𝑇𝑖𝑛𝑛𝑒 = ∆T𝑢𝑡𝑒 ∙ (1 − 𝑒−𝑡𝜏)

(K) (15)

Där

- ∆T𝑢𝑡𝑒 är temperaturändringen utomhus (K)

- 𝑡 är tid (s)

- 𝜏 är byggnadens tidskonstant (s)

Tidskonstanten τ motsvarar den tid det tar för stegsvaret att nå 63 procent av slutvärdet.

När tidskonstanten är beräknad bestäms DVUT utifrån ortens klimat, dessa finns tabellerade. I tabell 4

jämförs den dimensionerade vinterutetemperaturen för några representativa orter i Sverige. För mer

utförlig tabell gällande fler städer se Bilaga C.

25

Tabell 4. DVUT för byggnader i några representativa orter i Sverige (EnBe och Tillämpad byggnadsfysik).

Ort Temperatur DVUT ˚C

Normalårstemperatur Lätt byggnad

Tidskonstant 24 h

Lätt byggnad

Tidskonstant 48 h

Tung byggnad

Tidskonstant 96 h

Kiruna – 1,2 – 30,3 – 29,4 – 28,0

Umeå 3,4 – 24,5 – 23,2 – 21,9

Östersund 2,5 – 25,3 – 24,4 – 23,0

Västerås 5,9 – 19,1 – 17,9 – 16,9

Kalmar 7,0 – 13,3 – 12,8 – 12,0

Göteborg 7,7 – 14,6 – 14,0 – 12,9

Malmö 8,0 – 11,6 – 10,6 – 10,0

4.3.3 Effektberäkning

En byggnads värmebalans delas upp i bortförd och tillförd värme, se figur 8.

Värme bortförs genom

- Transmissionsförluster inkl. köldbryggor, �̇�𝑡

- Ventilationsförluster, �̇�𝑣

- Oavsiktliga ventilationsförluster eller luftläckage, �̇�𝑜𝑣

Värme tillförs genom

- Solinstrålning, �̇�𝑠

- Internt genererad värme, �̇�𝑖

- Värmesystemet, �̇�𝑤

Figur 8. En byggnads energibalans (BBR 2008).

26

Värmeeffektbalansen blir då:

�̇�𝑡 + �̇�𝑣 + �̇�𝑜𝑣 = �̇�𝑤 + �̇�𝑠 + �̇�𝑖 (W) (16)

Vid dimensionering av effektbehovet räknas normalt inte värmetillskottet från �̇�𝑠 och �̇�𝑖 in. Däremot är

sol och internt genererad värme viktiga att ta hänsyn till när energibehovet för en byggnad beräknas

(Warfvinge & Dahlblom, 2010). 𝑄�̇� och �̇�𝑖 kan summeras ihop till gratisvärme, �̇�𝑔.

En byggnads totala värmeförlust, �̇�𝑡𝑜𝑡, beräknas enligt

�̇�𝑡𝑜𝑡 = �̇�𝑡 + �̇�𝑣 + �̇�𝑜𝑣 (W) (17)

Där

- �̇�𝑡𝑜𝑡 är byggnadens totala specifika värmeförluster

- �̇�𝑡 är byggnadens specifika transmissionsförluster

- �̇�𝑣 är byggnadens specifika ventilationsförluster

- �̇�𝑜𝑣 är byggnadens värmeförlust pga. ofrivillig ventilation

4.3.4 Transmissionsförlust

Med transmissionsförluster avses värmeflödet som passerar genom en byggnads klimatskärm.

Transmissionsförluster beräknas rum för rum genom att arean till varje byggnadsdel mäts och

motsvarande U-värde bestäms (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

Byggnadens transmissionsförlust, �̇�𝑡, beräknas enligt

�̇�𝑡 = 𝑈𝑚 ∙ 𝐴𝑜𝑚 ∙ (𝑇𝑖𝑛 − 𝑇𝑢𝑡)

= (∑𝑈𝑖 ∙ 𝐴𝑖 + ∑𝜓𝑘 ∙ 𝑙𝑘 + ∑𝑋𝑗) ∙ (𝑇𝑖𝑛 − 𝑇𝑢𝑡)

(W) (18)

Där

- 𝑈𝑚 är den genomsnittliga värmegenomgångskofficienten (W/m2K)

- 𝐴𝑜𝑚 är sammanlagd area för omslutande byggnadsdelars ytor mot uppvärmd inneluft (m2)

- 𝑇𝑖𝑛 är inomhustemperaturen (˚C)

- 𝑇𝑢𝑡 är utomhustemperaturen (˚C)

- ∑𝑈𝑖 ∙ 𝐴𝑖 + ∑𝜓𝑘 ∙ 𝑙𝑘 + ∑𝑋𝑗 är den specifika värmeförlustfaktorn för transmission, 𝐹𝑡

𝐹𝑡 = ∑𝑈𝑖 ∙ 𝐴𝑖 + ∑𝜓𝑘 ∙ 𝑙𝑘 + ∑𝑋𝑗 (W/K) (19)

27

Utifrån dessa samband får vi ekv (20) nedan

�̇�𝑡 = 𝐹𝑡 ∙ (𝑇𝑖𝑛 − 𝑇𝑢𝑡) (W) (20)

4.3.5 Ventilationsförlust

Ventilation behövs för att upprätthålla ett hälsosamt inomhusklimat. I och med ventilation följer tyvärr

värmeförluster som kan motsvaras av uppvärmningen av den uteluft som kommer in i byggnaden och

sedan ventileras ut. Viss del av dessa värmeförluster kan reduceras med hjälp av värmeåtervinning.

För vanliga bostäder bör inte luftomsättningen understiga 0,35 l/s per m2 golvarea, vilket motsvarar en

luftomsättning på 0,5 per timme vid takhöjden 2,4 m (Petersson, 2013).

Byggnadens ventilationsförlust, �̇�𝑣, beräknas enligt

�̇�𝑣 = 𝜌 ∙ 𝑐𝑝 ∙ �̇� ∙ (𝑇𝑖𝑛 − 𝑇𝑢𝑡) (W/K) (21)

Där

- 𝜌 är densiteten (kg/m3)

- 𝑐𝑝 är specifik värmekapacitet (j/kgK)

- �̇� är volymflödet (m3/s)

Likt ekvationen (18) ovan kan uttrycket 𝜌 ∙ 𝑐𝑝 ∙ �̇� här kallas för specifik värmeförlustfaktor för

ventilation, 𝐹𝑣.

�̇�𝑣 = 𝐹𝑣 ∙ (𝑇𝑖𝑛 − 𝑇𝑢𝑡) (W) (22)

𝜌 ∙ 𝑐𝑝 ∙ �̇� kan även skrivas som 𝑛∙𝑉

3600∙ 𝜌 ∙ 𝑐𝑝 = [𝜌 = 1,2; 𝑐𝑝 = 1000] = 𝑛 ∙ 𝑉 ∙ 0,33 där 𝑉 är rummets volym

och 𝑛 är luftflödesomsättning per timme.

I alla byggnader förekommer något slag av okontrollerat luftläckage, vilket innebär att luft läcker ut eller

in genom klimatskärmen. Detta är en ofrivillig ventilationsförlust. Luftläckaget har dessutom i de flesta

fall samma temperatur som utomhusluften och måste därmed också värmas av byggnadens

värmesystem till rumstemperatur (Warfvinge & Dahlblom, 2010).

Byggnadens ofrivilliga ventilationsförlust, �̇�𝑜𝑣, beräknas enligt

�̇�𝑜𝑣 = 𝜌 ∙ 𝑐𝑝 ∙ �̇�𝑜𝑣 ∙ (𝑇𝑖𝑛 − 𝑇𝑢𝑡) (W/K) (23)

28

Här kallas 𝜌 ∙ 𝑐𝑝 ∙ �̇�𝑜𝑣 för specifik värmeförlustfaktor för ofrivilig ventilation, 𝐹𝑜𝑣.

�̇�𝑜𝑣 = 𝐹𝑜𝑣 ∙ (𝑇𝑖𝑛 − 𝑇𝑢𝑡) (W) (24)

Utifrån ekvation (20), (22) och (24) ovan kan en byggnads totala värmeförlust, �̇�𝑡𝑜𝑡, skrivas med hjälp

av summan för förlustfaktorer (Soleimani-Mohseni, Bäckström, & Eklund, 2014).

�̇�𝑡𝑜𝑡 = 𝐹𝑡𝑜𝑡 ∙ (𝑇𝑖𝑛 − 𝑇𝑢𝑡)

Där

- 𝐹𝑡𝑜𝑡 är totala förlustfaktorn, dvs. 𝐹𝑡 + 𝐹𝑣 ∙ (1 − 𝜂) + 𝐹𝑜𝑣

(W/K) (25)

29

5 Bostadsförtätning

Under detta kapitel förklaras begreppet bostadsförtätning och tredimensionell fastighetsbildning,

med fokus på våningspåbyggnad av miljonprogrammet. Vidare diskuteras frågan om en

våningspåbyggnad är en nyproduktion eller en renovering. Kapitlets senare del berör kortfattat

begreppet industriellt byggande samt dess olika element.

I Sverige var det under längre tid förbjudet att bygga trähus med fler än två våningar och detta på grund

av de stora stadsbränderna under 1800-talet. År 1994 tillkom en lagändring som tillät högre hus i trä

med kravet att byggnaden skulle ha ett tillräckligt utarbetat brandskydd. I och med lagändringen har

Sverige fått chans att utveckla kunskap inom området vilket lett till att vi idag ser mycket positivt på

dessa byggnader.

Sverige står inför växande bostadsbrist samtidigt som samhället har begränsade ytor i stadskärnor som

såväl i tätorter. I många fall är det både dyrt och omfattande att upprätta nya bostadsområden och då

kan någon form av förtätning av redan befintlig byggnad vara att föredra. Bostadsförtätning kan utföras

på följande sätt

- Rivning och uppförande av nya byggnader med högre exploatering

- Nyexploatering på gråmark, grönområden och parkeringar

- Tillbyggnad såsom våningspåbyggnad eller infill

Nyexploatering på gråmark innebär att centrala och halvcentrala delar får nya

användningsområden då ny bebyggelse etableras. Marken har tidigare, i de flesta fall, utnyttjats av

industrier och kan därför behöva omfattande sanering.

Infill innebär att oexploaterad tomtmark mellan byggnader bebyggs. Dessvärre är denna

bostadsförtätning den som medför flest restriktioner och begränsningar eftersom det begränsade

utrymmet medför svårigheter vid utformning.

Våningspåbyggnad är en slags vertikal bostadsförtätning som oftast sker i samband med en

upprutning eller renovering av redan befintlig byggnad. Likt vid infill-projekt måste våningspåbyggnad

anpassas till den befintliga byggnaden. Våningspåbyggnad kan innebära att våningarna som adderas

följer den befintliga byggnadens konturer, skapar egna eller till och med uppförs som fria volymer eller

radhus. I och med lagen om tredimensionell fastighetsbildning kan våningspåbyggnad även ske ovan

kontor, parkeringsgarage och tvättstugor.

Fördelarna med våningspåbyggnad är många. Dels begränsas det inte av någon marktillgång samtidigt

som en våningspåbyggnad ger möjlighet till fler bostäder. Det är också ett alternativ mot att bygga nytt

eftersom byggnadens totala energiprestanda ökar. Kan påbyggnationer dessutom konstrueras i trä

istället för betong och stål kan kostnaderna samt vikten hållas nere (Svensson & Ullman, 2013).

30

Vidare i den här rapporten kommer bostadsförtätning gälla för våningspåbyggnad då det är det valda

förtätningsalternativet i referensprojektet i kapitel 3.

5.1 Våningspåbyggnad

I de flesta fall av renovering är det billigare att bygga på en extra våning i redan befintlig byggnad än att

upprätta ett helt nytt bostadshus eftersom det innefattar arbete av ny infrastruktur, rör- och

ledningsdragning. Naturligtvis finns det fall där en våningspåbyggnad blir dyrare, oftast i samband med

en komplikation på den befintliga byggnaden såsom att stommen t.ex. inte klarar av ytterligare laster

utan någon form av förstärkning.

Fördelen med att bostadsförtäta på detta vis är att ytterligare mark inte behöver tas i anspråk samt att

fler lägenheter hamnar närmare stadens centrum. Bostäder från miljonprogrammet är ideala byggnader

att skapa en extra våning på i och med deras platta tak och i de allra flesta fall också överdimensionerade

system. I de fall där befintliga system inte är tillräckliga läggs det till ett ytterligare eller så ersätts det

gamla med ett nytt. En annan aspekt värd att kommentera är att byggnader från miljonprogrammet är

i stort behov av renovering där en påbyggnation möjliggör förnyelse av också den befintliga byggnaden.

Våningspåbyggnad förlänger inte bara den befintliga byggnadens livslängd utan ger den också förfinad

kvalitet och arkitektur. För hus byggda under miljonprogrammet är detta ännu en drivkraft för

genomförande eftersom områdena anses som oestetiska och monotona (Gevriye & Hernandez, 2009).

Utifrån ett energitekniskt perspektiv kommer en våningspåbyggnad också kunna minska den befintliga

byggnadens specifika energianvändning.

𝑄𝑠𝑝𝑒𝑐 =𝑄

𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝

(kWh/m2𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝, år) (26)

Utrustas befintlig byggnad med en eller flera extra våningar, kommer byggnadens energianvändning 𝑄

att öka men inte i samma takt som dess area. Ökad Atemp med hjälp av våningspåbyggnad kan därigenom

sänka en byggnads specifika energianvändning. En påbyggnation och upprustning av befintliga

byggnader kan inte bara minska dagens bostadsbrist utan också framtida krav om sänkt

energiprestanda.

5.2 Tredimensionell fastighetsbildning

Tidigare var våra fastigheter avgränsade bara på markytan och saknade därmed avgränsning både uppåt

och nedåt. I tidigare fall där vi haft behov av att utnyttja en fastighets mark för tunnlar, ledningar eller

annan verksamhet på marken eller i byggnaden har så kallade nyttjanderättsavtal eller servitutsavtal

tecknats. Även ledningsrätt eller bildning av gemensamhetsanläggning har varit en lösning. Trots dessa

31

uppgörelser medförde de tidigare reglerna allt för ofta

problematiska och oklara situationer. Bland annat var

nyttjanderättsavtal tidsbegränsade och kunde vid exekution av

fastighet upphöra att gälla.

Regeringen införde den 1 januari 2004 nya lagstiftningar gällande

tredimensionellt fastighetsutnyttjande vilket möjliggjort ett nytt

slag av fastigheter, där avgränsningar sker både horisontellt och

vertikalt. Fastigheter kan i och med de nya reglerna utgöras av

tredimensionellt avgränsade utrymmen i byggnader och andra

anläggningar eller delar därav, se figur 9. Tredimensionell

fastighetsbildning har inte bara nu utan också i framtiden ett

tilltagande intresse och kommer i största utsträckning tillämpas vid

bostadsförtätning inom tätorter med redan uppförda anläggningar,

vanliga bostäder eller annan bebyggelse ovanpå redan befintlig

byggnad (Boverket, Fastighetsindelning i tre dimensioner, 2004).

I och med ett nytt slag av fastigheter behövs två nya definitioner

- Tredimensionell fastighet: en fastighet som i sin helhet är

avgränsad både horisontellt och vertikalt.

- Tredimensionellt fastighetsutrymme: ett utrymme som ingår i en annan fastighet än en

tredimensionell fastighet och som är avgränsat både horisontellt och vertikalt.

Bostadsförtätning på t.ex. miljonprogramhus kan vara ett dyrt och ansenlig projekt för den ensamma

fastighetsägaren vilket medför att renovering och upprustning skjuts på framtiden. För att uppväga för

de stora investeringskostnaderna i ett påbyggnadsprojekt kan tredimensionell fastighetsbildning

utnyttjas. Fastighetsföretagen kan blanda hyresrätter med bostadsrätter samt ägarlägenheter och

därigenom finna alternativa former för att finansiera investeringen (Svensson & Ullman, 2013).

5.3 Nyproduktion eller renovering?

Um-kraven i BBR är olika ställda beroende på om det är en nyproduktion eller renovering. Kraven på

energihushållning vid ändring av byggnad, citerades tidigare i rapporten under kapitel Lagar och regler,

Tillämpningsområde. I BBR återfinns allmänna råd om bland annat ventilationssystem, värme- och

kylinstallationer, effektiv elanvändning samt mätsystem för energianvändning vid ändring av byggnad.

Nyproduktion ska alltid eftersträva de krav som ställs i BBR.

Sker en upprustning av befintlig byggnad samtidigt som påbyggnad av nya våningsplan följs där olika

funktionskrav gällande specifik energianvändning. Upprustningen följer krav enligt ”ändring av

byggnad” beroende på dess omfattning och åtgärder, medan våningspåbyggnaden följer BBR:s krav för

Figur 9. Illustration av en tredimensionell fastighetsuppdelning (Boverket).

32

nyproduktion. Skulle en befintlig byggnad byggas på med enkom extra våningar men inte utsättas för

renovering ställs inga nya krav på befintlig byggnad.

5.4 Allmänt om industriellt byggande

Att bygga med industriellt förtillverkade produkter, även kallt prefabricerat, kom egentligen redan

under 1800 talet. Under 1960-talet kom även BABS vilket var till fördel för det prefabricerande

byggandet då allt skulle standardiseras. Prefabricering har fortsatt långt efter miljonprogrammet och

har idag en större marknad med ökad individanpassning (Boverket, Bostäder byggda med

volymelement. En fallstudie av svenska bostadsprojekt, 2005).

Industriellt byggande är ännu ett begrepp under utveckling och definieras olika, om än snarlika av

flertalet olika författare. Prefabricering och systembyggande är centrala delar, åtminstone ur ett

historiskt perspektiv. Idag är synen på industriellt bostadsbyggande bredare där också processrelaterade

aspekter hanteras. Boverket har valt att definiera industriellt byggande enligt nedan:

”Industriellt bostadsbyggande innebär en välutvecklad byggprocess med

en genomtänkt organisation för effektiv styrning, beredning och kontroll

av ingående aktiviteter, flöden, resurser och resultat med användning av

högförädlade komponenter med syfte att skapa maximalt värde för kunderna”

(Boverket, Industriellt bostadsbyggande - Koncept och processer, 2008)

Fördelarna med industriellt byggande är många, oavsett om elementen består av trä, betong eller stål.

Största fördelen är att byggandet sker inomhus i skyddad miljö vilket minskar förekomsten av bland

annat byggfukt. Även arbetsmiljömässigt vinner industriellt byggande över det traditionella, främst i

och med arbetsvänlig miljö där arbetsmetoder och hjälpmedel kan konstrueras skadeförebyggande.

Andra fördelar är minskat materialspill som i det stora hela sedan blir en kostnadsbesparing. Nackdelen

med industriellt byggande är att det kan bli dyrt att använda eftersom mycket specialbeställts utefter

berört projekt. Skulle inte heller de önskade elementen vara klart i tid kan rubbningar i byggprocessen

infinna sig och därmed orsaka andra kanske kostsamma problem (Larsson & Pamp-Magnusson, 2007).

5.4.1 Olika element

Påbyggnader kan utföras som platsbyggd, med färdiga ytelement eller med volymelement. Det

vanligaste alternativet är fortfarande platsbyggen men prefabricering har börjat bli ett allt mer vanligare

alternativ. Inom prefabricering är det ”ytelement” som används i störst utsträckning, dvs. fullbordade

komponenter i hus såsom väggar, tak och golv, huvudsaklig utsträckning i två dimensioner. Minst

vanligt är det att använda sig av ”volymelement”, dvs. fullbordade rum, huvudsaklig utsträckning i tre

dimensioner, som likt ett pussel sätts ihop till färdiga lägenheter.

33

6 Referenshuset – Röda längan

I detta kapitel presenteras det referenshus som använts vid närmare studie och beräkningar under

projektet. Först presenteras huset Röda längan och dess tilltänkta påbyggnad av nya bostäder.

Därefter följer en kort beskrivning över dess tekniska data.

Referenshuset Röda längan som använts vid simulering och beräkning i denna rapport ligger beläget i

Orminge, östra delen av Nacka kommun, ca 15 km utanför Stockholm. Röda längan är ett flerbostadshus

från miljonprogrammet och den befintliga byggnaden består av delvis källarplan samt fyra våningsplan.

Huset är tänkt att byggas på med tre nya våningsplan där de två övre våningarna blir inskjutna

våningsplan, dvs. bildar terrasser till plan sex och atrium till plan sju. Se figur 11. Våningspåbyggnaden

är tänkt att ske med prefabricerade volymselement i trä. Samtliga våningsplan förses också med

balkonger och får ett enhetligt yttre skal för att ge fasaden ett trevligare uttryck (Wingårdhs, 2015).

Figur 10. Vänstra bilden visar den befintliga byggnaden idag och den högra bilden visar dess situationsplan (Wingårdhs).

34

Figur 11. Tilltänkta åtgärder för befintlig byggnad och tillbyggnad.

I huvudsak ska påbyggnaden bestå av större genomgående lägenheter på första och andra planet samt

radhusliknande på tredje planet. Tabell 5 visar lägenhetsfördelning för samtliga våningsplan.

Tabell 5. Lägenhetsfördelning för Röda längan (Wingårdhs).

Antal lgh. BTA2 BOA3

Befintligbyggnad

Totalt (P1 – P4) 133 st 8635 m2 6488 m2

Påbyggnad

P5 21 st. 2240 m2 1789 m2

P6 21 st 2150 m2 1683 m2

P7 15 st 1760 m2 1357 m2

Totalt (P5 - P7) 57 st 6150 m2 4826 m2

Totalt 190 st 14785 m2 11314 m2

Genom att bygga på den befintliga byggnaden med extra våningar finns möjlighet att skapa nya bostäder

på ett resurseffektivt sätt, samtidigt som energiprestandan i den befintliga byggnaden förbättras.

2 Bruttoarea 3 Boarea

35

6.1 Vatten och värmesystem

Nuvarande uppvärmningssystem ska ersättas med en bergvärmepump som verkar genom både

ventilationssystemet samt de befintliga vattenburna radiatorerna och golvvärmen i de nya lägenheterna.

Sommartid är det tänkt att värme ska återföras till borrhålen, vilket både ger lägenheterna komfortkyla

och ökar bergvärmepumpens verkningsgrad avsevärt senare under de kalla vintermånaderna. Värmen i

frånluften, både från befintliga och nya lägenheter, tillvaratas och återförs via bergvärme- och venti-

lationssystemet, se figur 12. Självdragsventilerna i fasad på existerande byggnad kopplas till nya

tilluftskanaler som ger även dessa lägenheter möjlighet att förses med tilluft som har jämn och

kontrollerad temperatur. Den nya påbyggnaden blir ett medel för att åstadkomma betydande

energibesparingar även för den befintliga byggnaden (Wingårdhs, 2015).

36

Figur 12. Flödesschema vatten-, ventilation- och värmesystem (Wingårdhs).

37

7 IDA Indoor Climate and Energy

I detta kapitel beskrivs kortfattat programvaran IDA Indoor Climate and Energy (IDA ICE) som

använts för simulering under projektet. Därefter följer även en mindre beskrivning av Sveby-

programmet, framtagen brukarindata som använts vid simulering av projektet.

I det här projektet används IDA Indoor Climate and Energy 4,6 till simulering och beräkning av

energibehov i flerbostadshus med våningspåbyggnad. Generellt är IDA Indoor Climate and Energy ett

simuleringsprogram som skapar simuleringsmiljöer med olika applikationer. Programmet är utvecklat

vid Stockholms universitet – Tillämpad matematik samt KTH Installationsteknik men ägs, utvecklas

och stöds numera av programmet EQUA Simulation AB i Stockholm (EQUA, u.d.).

IDA ICE kan bland annat användas för att simulera och undersöka inomhusklimat, enskilda värmezoner

samt en byggnads energianvändning. Användargränssnittet är utformat för att göra det enkelt att bygga

upp och simulera enklare fall, men erbjuder också avancerade användare högre flexibilitet vid mer

komplexa och ovanliga simuleringsfall (EQUA, u.d.).

I IDA ICE finns en 3D-modellerare som är speciellt avsedd för byggsimulering vilket gör det möjligt att

importera färdiga 3D modeller från CAD-system via IFC-standard. Material och konstruktioner kan

även importeras från CAD-modeller eller från IDAs databas där även egna material kan skapas. Den

skapade modellen kompletteras med data för värmelaster, VVS-system, reglerstrategier och klimatdata

och kan sedan därefter simuleras för olika perioder (Persson, 2011).

Figur 13. Några vyer från programvaran (EQUA).

38

7.1 Sveby-programmet

Boverket ställer som tidigare nämnt krav på byggnaders energiprestanda utifrån BBR. Vid

energiberäkningar är det viktigt att funktionskraven överensstämmer med den verkliga

energianvändningen vid brukande. Energiberäkningarna måste utföras verklighetsnära med vissa

säkerhetsmarginaler för att gradera sig mot eventuella noggrannhetsfel och spridning i indata eller

beräkningsprogram. För att ge byggherrar en rimlig uppfattning om vad som kan anses som rimliga och

representativa värden på brukande tillkom Sveby-programmet (Levin, u.d.).

Sveby står för ”Standardisera och verifiera energiprestanda för byggnader” och programmet ska

fastställa bygg- och fastighetsbranschen ett standardiserat brukande för beräkningar och hur verifiering

av energiprestanda ska utföras. Sveby-programmet är en tolkning av de funktionskrav som ställs på

energihushållning i BBR. Anvisningarna i Sveby brukardata för energiberäkningar i bostäder gäller vid

ny- eller tillbyggnad av bostadshus och kan användas i tillämpliga delar vid annan typ av bebyggelse

(Levin, u.d.).

Programmet har genomförts med stöd från SBUF4 till Veidekke Bostad AB men resultat har också

förankrats i två olika referensgrupper bestående av ett 40-tal representanter för fastighetsägare,

byggföretag, byggherrar, konsulter, programtillverkare och Boverket (Levin, u.d.). Framtagna data för

brukarinverkan är baserat på insamling samt statistiska- och andra undersökningar. Figur 14 visar en

kortfattad sammanställning av brukardata.

Figur 14. Brukarindata för nya bostadshus. Area angivelse avser 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝.

4 Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond

39

8 Metod

I detta kapitel redogörs metoder och modeller som använts för att uppnå projektets resultat. Först

beskrivs kortfattat bakgrunden till projektets uppkomst. Därefter följer metodbeskrivning för

simulering i IDA ICE. Avslutningsvis benämns kort de beräkningar som gjorts.

8.1 Projekt och företag

Redan under vårterminen 2015 inleddes en förstudie inom energieffektivisering i byggnader. Inläsning

av flertalet artiklar och examensarbeten ledde fram till det lite mer specifika området

våningspåbyggnad. Funderingar kring en våningspåbyggnads påverkan rent energitekniskt förde

frågeställningarna vidare till miljonprogrammet.

Utifrån inläsning formulerades ett första utkast på projektbeskrivning för det tilltänkta projektet som

sedan skickades ut till lämpliga företag. Kontakt gjordes med konsultföretaget Tyréns Umeå som visade

på stort intresse och valde att gå vidare med projektidén. Under sommaren 2015 genomfördes en

djupgående förstudie med syftet att ta fram en mer detaljerad projektbeskrivning och projektplan inför

hösttermin och projektstart.

Projektet sammankopplades också med ett referenshus, ett redan befintligt uppdrag hos Tyréns, för att

underlätta vid beräkning och simulering under projektets senare del.

8.2 Tillvägagångssätt

Projektet inleddes hösten 2015 med ytterligare en veckas inläsning av liknande rapporter samtidigt som

övergripande tidsplan togs fram. Insamlandet av information bestod till mesta del av tidigare studier på

upprustning av miljonprogrammet samt noggrann fördjupning i BBR. Rapportens mer tekniska delar

såsom energi och effekt hämtades ur studielitteratur på området. Inläsning och rapportskrivning skedde

parallellt under hela projektet.

Under projektets senare del genomfördes en simulering av referenshuset i IDA ICE och resultatet

analyserades och jämfördes gentemot tidigare studier och teori.

8.3 Simulering

Energianvändning i byggnader kan studeras på olika sätt. För det här projektet användes programvaran

IDA Indoor Climate and Energy. Projektets referenshus Röda längan byggdes upp i programvaran både

som den befintliga byggnaden idag men också med tilltänkt våningspåbyggnad. Beskrivning av

programvaran återfinns under kapitel 4.

IDA ICE är ett kraftfullt och komplext simuleringsprogram, vilket möjliggör detaljstyrning av hur olika

system fungerar på avancerad nivå. Under simulering av det här projektet har avancerade inställningar

40

använts mycket lite och istället har givna standardinställningar använts. Simulering med avancerade

inställningar skulle medföra ett mer verklighetstroget resultat medan resultatet i denna rapport mer blir

en slags fingervisning.

8.3.1 Befintlig byggnad

Ritningar och tillhörande teknisk data rörande den befintliga byggnaden erhölls av Tyréns och användes

vid uppbyggnad av modellen i IDA ICE, se Bilaga G. Byggnadens CAD-ritning importerades tidigt till

programvaran, se figur 15. Byggnadens olika plan, fönster, dörrar och balkonger var det första som

skapades, se figur 16. Modellens våningsplan har delats upp i fyra zoner vilket representera husets fyra

trapphus. Måttangivelser för dörrar och fönster fanns inte tillgänglig och räknades fram utifrån given

skala på ritningar.

Figur 15. CAD-ritning importerad i IDA ICE.

41

Figur 16. 3D-vy av den befintliga byggnaden.

När zonerna skapades ställdes också tillhörande inställningar in under ”zones template”. Här bestämdes

bland annat zonernas minimala och maximala temperatur och luftflöden men också dess

ventilationssystem, konstruktion och interna laster. Riktvärden för indata hämtades bland annat från

Sveby men också från studielitteratur, ex. Projektering av VVS-installationer. Andra mer svårtolkade

värden har givits från muntlig källa på Tyréns. Indata är individuella för varje enskillt fall och har en

väsentlig inverkan på simuleringens slutresultat. Använd indata för projektet återfinns i Bilaga E.

När byggnadens väggar, golv, tak, fönster och dörrar utformades har data främst hämtats från ritningar

men även från material och handledning på Tyréns. Fullständiga indata för modellens konstruktion

återfinns i Bilaga F. Specifika inställningar gällande exempelvis källarväggar utfördes genom att varje

vägg tillhörande källarzonen fick avancerade inställningar.

Då innerväggar i det här fallet inte ger någon större skillnad för det önskade resultatet har dessa

försummats. Lägenhetsavskiljande väggar förekommer för att markera de olika trapphusen.

Förutom ovannämnda inställningar gjordes även för varje zon bestämmelser över närvarande antalet

personer, dess aktivitetsnivå (MET) och klädsel (CLO). Figur 17 visar inställningar för en av byggnadens

zoner.

42

Figur 17. Exempel på Indata för en zon.

Den befintliga byggnaden består av totalt 133 lägenheter uppdelat på 1:or och 2:or, utifrån det antogs

det att det som minst bor 1 person per lägenhet och som högst 2 personer. Medelvärdet av personantalet

delat på antalet zoner resulterade i 12,5 pers./zon. Aktivitetsnivån antogs enligt litteratur till 1,2 MET

med normal inomhusklädsel på 1,0 ± 0,25 CLO.

Förluster genom köldbryggor ställdes in för att efterhärma en byggnad från miljonprogrammet. Rimliga

värden antogs med hjälp av handledning från Tyréns, se tabell 6 nedan.

Tabell 6. Indata för köldbryggor.

Typ av byggnadsdel Förlust

External wall/internal slab 0,176 W/K/(m joint)

External wall/internal wall 0,1252 W/K/(m joint)

External wall/external wall 0,08 W/K/(m joint)

External windows perimeter 0,11 W/K/(m perim)

External doors perimeter 0,11 W/K/(m perim)

Roof/external walls 0,09 W/K/(m joint)

External slab/external walls 0,14 W/K/(m joint)

Balcony floor/external walls 1,42 W/K/(m joint)

External slab/ internal walls 0,0 W/K/(m joint)

Roof/internal walls 0,0 W/K/(m joint)

43

En annan också viktig inställning som gjordes var att avgöra byggnadens ventialtionssystem. IDA ICE

använder som standard ett FTX5-system medan referenshuset för projektet använder ett

frånluftssystem. För att ändra FTX-systemet till ett frånluftssystem fick visa antagande göras. Figur 18

visar schematisk bild över byggnadens FTX-system. Här ställdes värmeväxlaren (1) till 0, värmebatteriet

(2) till 0 och kylbatteriet (3) till 0. Dessa inställningar gör att tilluften inte värms och att

ventilationssystemet på ett förenklat sätt verkar som ett frånluftsystem.

Figur 18. Schematisk bild över ventilationssystem i IDA Indoor Climate and Energy.

Uppvärmning av byggnaden bestämdes utifrån antagandet att byggnaden använder sig av fjärrvärme

vilket ledde till inställningarna ”district” under fliken ”defaults” i IDA ICE där en verkningsgrad på 0,95

antogs för att ta hänsyn till eventuella rörförluster.

Avslutningsvis gjordes simulering av modellen för positionen Stockholm (Bromma) med tillhörande

klimatdata eftersom referenshusets placering är Nacka. Husmodellen orienterades även efter verkligt

värderstreck. Vid simulering valdes en helårs energisimulering för bygnadens Atemp. Atemp för den

befintliga byggnaden beräknades fram genom att ta BTA från tabell 5 (8635 m2) och multiplicera med

faktorn 0.9.

5 Från- och tilluftssystem med värmeåtervinning

(1)

(2) (3)

44

8.3.2 Påbyggnad

Ritningar och tillhörande teknisk data för de tilltänkta våningsplanen erhölls av Wingårdh

Arkitektkontor AB. Våningsplanen skapades på liknande sätt som våningsplanen för den befintliga

byggnaden och lades ihop till en ny byggnad. För att hålla det enkelt fick varje våning i påbyggnaden

representeras av en stor zon vardera. Jämfört med zonerna skapade för den befintliga byggnaden

förekom här vissa skillnader i bland annat utformning, konstruktion, indata och inställningar.

Många antagande har fått göras för våningspåbyggnaden eftersom mycket lite information funnits att

tillgå. Påbyggnaden är tänkt att byggas med volymelement i trä och utifrån det har tänkbara

konstruktionslösningar skapats med hjälp av material och handledning från Tyréns. Fullständiga indata

för modellens konstruktion återfinns i Bilaga F.

På liknande sätt som för den befintliga byggnaden beräknades antalet personer för de nya zonerna fram.

Aktivitetsnivå och klädsel förblev oförändrat. I och med att våningspåbyggnaden slagits samman med

den befintliga byggnaden har en del inställningar varit svåra att anpassa. Exempelvis användes samma

värden för köldbryggor vid simulering av den nya byggnaden som vid simulering av den befintliga vilket

tyvärr kan påverka slutresultatet något.

Simulering av den nya byggnaden genomfördes för tre fall. Först simulerades modellen för oförändrat

ventilation- och uppvärmningssystem, dvs. frånluft och fjärrvärme. Därefter ersattes frånluften med ett

FTX-system. Avslutningsvis genomfördes en simulering med FTX-system men denna gång ersattes

också fjärrvärmen av en bergvärmepump. Inställningar för FTX-systemet och för bergvärmepumpen

har följt IDA ICE:s standardinställningar.

Figur 19 och 20 nedan visar 3D-vy respektive konstruktions-vy för den nya byggnaden.

45

Figur 19. 3D-vy av den nya byggnaden.

Figur 20. Konstruktions-vy över den nya byggnaden.

46

8.4 Utvärdering av resultat

Simuleringsresultat utvärderades och analyserades för att påvisa dess rimlighet. Jämförelse gjordes dels

mot tidigare studier och teorier men också med hjälp av handledning från flertalet personer på Tyréns.

8.5 Beräkning

U-värden för byggnadsdelar framtagna i IDA ICE har bland annat kontrollerats mot en beräkningsmall

i Excel på Tyréns. Värden från Excelmallen stämde bra överens med värden framtagna i IDA ICE vilket

har styrkt dess rimlighet.

47

9 Resultat

I detta kapitel framförs projektets simuleringsresultat.

9.1 Simuleringsfall 1

Utfall från första simuleringen, dvs. beträffande den befintliga byggnaden gav en total energianvändning

på 197,1 kWh/m2 och år. Se tabell 7 nedan. Simuleringsfallet kördes för en Atemp på

7 771,5 m2 där utvändig area enligt IDA ICE uppmättes till 7 163,3 m2. Av den totala utvändiga arean

täcktes 11,5 procent av fönster. Byggnadens genomsnittliga U-värde beräknades till 0,7228 W/Km2.

Resultatet verkar rimligt jämfört med tidigare studier och teori eftersom genomsnittlig

energianvändning för miljonprogrammets byggnader ligger på omkring 220 kWh/m2 och år, se kapitel

2.

Tabell 7. Simuleringsresultat fall 1, energianvändning för den befintliga byggnaden.

Delivered energy Demand

kWh kWh/m2 kW

HVAC aux 48294 6.2 5.51

Total, Facility electric 48294 6.2

District cooling 0 0.0 0.0

District heating 1483217 190.9 477.9

Total, Facility district 1483217 190.9

Total 1531511 197.1

Lighting, tenant 92081 11.9 13.81

Equipment, tenant 115107 14.8 17.26

Total, Tenant electric 207188 26.7

Grand total 1738699 223.7

48


Utfall från andra simuleringen, dvs. beträffande den nya byggnaden gav en total energianvändning på

169,7 kWh/m2 och år. Se tabell 8. Simuleringsfallet kördes för en Atemp på 13 306,5 m2 där utvändig area

enligt IDA ICE uppmättes till 10 005,9 m2. Av den totala utvändiga arean täcktes 17,0 procent av fönster.

Byggnadens genomsnittliga U-värde beräknades till 0,7306 W/Km2.

Detta innebär alltså att om befintlig byggnad utrustas med en våningspåbyggnad där ventilation- och

uppvärmningssystem förblir oförändrat sker en minskning på -27.4 kWh/m2 och år, vilket motsvarar

13,9 %.

Tabell 8. Simuleringsresultat fall 2, energianvändning för den nya byggnaden.


kWh kWh/m2 kW

HVAC aux 73822 5.5 8.43





Total 2258018 169.7





49


Utfall från tredje simuleringen gav en total energianvändning på 120,9 kWh/m2 och år. Se tabell 9

nedan. Byts ventilationssystemet ut mot ett FTX-system sker en minskning på -76,2 kWh/m2 och år,

vilket motsvara 38,6%.

Tabell 9. Simuleringsresultat fall 3, energianvändning för den nya byggnaden.


kWh kWh/m2 kW

HVAC aux 72922 5.5 8.88





Total 1608140 120.9





50


Utfall från fjärde simuleringen gav en total energianvändning på 76,6 kWh/m2 och år. Se tabell 10. Byts

ventilations- och uppvärmningssätt ut mot ett FTX-system samt bergvärme sker en minskning på -120,5

kWh/m2 och år, vilket motsvarar 61,1 %.

Tabell 10. Simuleringsresultat fall 4, energianvändning för den nya byggnaden


kWh kWh/m2 kW

Electric cooling 1800 0.1 3.24

HVAC aux 73066 5.5 8.61

Electric heating 224864 16.9 92.11




Total 1019011 76.6




CHP electricity 0 0.0 0.0

Total, Produced electric 0 0.0


51

10 Diskussion

I detta kapitel framförs inledningsvis en kort sammanfattning av rapportens bakgrund följt av en

diskussion kring vad som varit lätt och svårt under projektet. Därefter diskuteras projektets

simuleringsresultat och frågeställning. Avslutningsvis ges synpunkter på litteraturstudie, referenshus

och programvara.

Det svenska bostadsbeståndet utgörs till en tredjedel av bostäder från miljonprogrammet. Byggnader

från den här tidsperioden börjar uppnå sin tekniska livslängd och står därför inför omfattande

renoveringar. Sverige har efter EU-direktiv tagit fram nationella mål om en effektivare

energianvändning. För att snabbare nå dessa mål kan renovering och upprustning av miljonprogrammet

kombineras med våningspåbyggnad. Om upprustning av befintliga byggnader utföras i samband med

våningspåbyggnad, kan nya bostäder skapas på ett resurseffektivt sätt samtidigt som energiprestandan

för den befintliga byggnaden förbättras.

Våningspåbyggnad är ett relativt nytt område vilket medfört att information varit svårt att hitta, främst

gäller detta ur ett energitekniskt perspektiv. När en befintlig byggnad utrustas med nya våningar uppstår

också oklarheter kring indata i programvaran IDA ICE. Svårigheter kring simuleringens

schablonvärden, krav och indata är bara några av de problem som uppstår. Under projektet saknades

även mycket nödvändig information gällande påbyggnaden som kunde underlättat simuleringen och

utfallande slutresultat.

Projektet har gjort det möjligt att utforska programvaran IDA ICE närmare, ett mycket komplext och

kraftfullt simuleringsprogram. Parametrars indata har en väsentlig inverkan på simuleringens

slutresultat, vilket medfört till djupare förståelse för användning av brukarindata och schablonvärden.

10.1 Resultatdiskussion

Följande diskussion behandlar projektets simuleringsresultat vilket besvarar projektets andra

frågeställning. Frågeställningen gällde jämförelse av energiprestanda hos flerbostadshus byggda under

miljonprogrammet mot flerbostadshus byggda samma tidperiod fast utrustade med våningsåbyggnad.

För att på ett enkelt och överskådligt sätt kunna jämföra energiprestandan kan resultaten för de olika

simuleringsfallen sammanställas till tabell 11. Här visas förutom den årliga energianvändningen också

energibesparing efter åtgärd och påbyggnad representerat i procent. De olika simuleringsfallen har även

energiklassats från A till G enligt kapitel 2.2.2 Energideklaration.

52

Tabell 11. Sänkning av total årlig energianvändning för de olika simuleringsfallen. Tabellen visar sänkning

representerad i kWh/m2 och procent.

Simuleringsfall Övrigt [kWh/m2] Energibesparing Energiklassning*

Fall 1 – Befintlig

byggnad

Frånluftssystem

Fjärrvärme

197,1 - G

(246 % över kravet)

Fall 2 –

Påbyggnad

Frånluftssystem

Fjärrvärme

169,7 13,9 % F


Fall 3 –

Påbyggnad

FTX-system

Fjärrvärme

120,9 38,6 % E


Fall 4 –

Påbyggnad

FTX-system

Bergvärme

76,6 61,1 % E


* Enligt zon III är kravet på energianvändning för nyproduktion av flerbostadshus 80 kWh/m2 om

uppvärmningssätt är annat än elvärme, om elvärme används är kravet 50 kWh/m2. Fall 4 använder

elvärme.

Resultatet efter simuleringsfall 1 verkar mycket rimligt eftersom genomsnittlig energianvändning för ett

typiskt miljonprogramhus normalt brukar ligga på omkring 220 kWh/m2 och år, se kapitel 2. Nämnvärt

är att referenshuset ligger beläget i Stockholmsregionen där klimatet generellt är milt vilket också är

största anledningen till varför resultatet avviker med 20 enheter från genomsnittet. Skulle samma hus

vara beläget i norra Sverige hade energianvändningen antagligen varit högre.

I simuleringsfall 2 har den befintliga byggnaden inte genomgått någon form av renovering men i och

med våningspåbyggnad har byggnadens totala Atemp ökat. Enligt simulering i IDA ICE sänks

energianvändningen från 197,1 kWh/m2 till 169,7 kWh/m2 vilket är en energibesparing på 13,9 procent.

Den nya byggnaden skulle med dessa åtgärder alltså kunna gå från en energiklassning G till F. Då

resultatet från simuleringsfall 2 visar på en besparing har projektets mål och syfte stort sätt besvarats.

En våningspåbyggnad kommer följaktligen medverka till att den befintliga byggnaden förbättras och en

lägre energianvändning går att uppnå. Nämnvärt är att en våningspåbyggnad sällan utförs utan

upprustning eller renovering av den befintliga byggnaden, en något högre procentuell besparing skulle

därför inte var orimlig.

I simuleringsfall 3 har frånluftssystemet i den nya byggnaden byts mot ett FTX-system vilket enligt

simulering i IDA ICE gav en energibesparing på 38,6 procent. Det motsvarar en sänkning från 197,1

kWh/m2 till 120,9 kWh/m2. Efter diskussion med kunniga på Tyréns är det mer rimligt att göra

antagandet att tilltagna åtgärder i fall 3 skulle kunna sänka energianvändningen till omkring 140

kWh/m2.

När FTX-systemet valdes har bland annat IDA ICE:s standardinställningar använts vilket kan påverkat

simuleringsresultatet. När byte av ventilationssystem görs finns det flertalet parametrar att ta hänsyn

till, exempelvis verkningsgrad på de ingående komponenterna. Uppstår osäkerhet i indata påverkar det

53

resultatet i stor utsträckning och därmed noggrannheten i simuleringen. Storlek på modellen spelar

även den en betydande roll för hur pass mycket resultatet kommer påverkas efter förändring i indata.

Skulle exempelvis effekten för husets lampor bytas (en inställning i IDA ICE) vid simulering av en ”liten”

modell där antalet lampor kanske inte är speciellt många jämfört med om effekten för lampor byts vid

simulering av en större modell där antalet lampor är desto fler kommer simuleringen påverkas olika

mycket. Referenshuset Röda längan är en stor byggnad vilket medför fler felkällor, all indata är därför

av betydande roll för simuleringens slutresultat.

I simuleringsfall 4 har uppvärmningssystemet byts ut mot en bergvärmepump. Simulering i IDA ICE

gav en energibesparing på 61,1 procent vilket motsvarar en energianvändningen på 76,6 kWh/m2 och

år. Simuleringsresultatets rimlighet har i detta fall varit svårare att avgöra eftersom många parametrar

varit okända vilket lett till antagande och osäkerhet av indata. Efter diskussion med kunniga på Tyréns

kunde resultatet anses något högt och ett mer rimligt antagande efter utförda åtgärder skulle hamna på

mellan 100-120 kWh/m2.

I simuleringsfall 3 och 4 har programvarans standardinställningar vidtagits för bergvärme och FTX-

system. Detta eftersom det inte funnits någon vidare information att tillgå för dessa system.

Referenshusets storlek (kan liknas med storleken för tre större lägenhetskomplex) har också försvårat

sökandet efter riktvärden för ovannämnda installationer. Om en rättvis simulering skulle utföras skulle

bland annat dimensionering av exempelvis bergvärmepumpen behöva utföras.

Dimensionering av bergvärmeanläggning skulle där ibland kräva djupare kunskap om byggnadens

uppvärmningsbehov för DVUT och byggnadens tidskonstant. Byggnadens varmvattenbehov och

totalbehov är även viktigt att känna till vid dimensionering. Ska bergvärme installeras och användas i

programvaran IDA ICE behöver också antalet borrhål vara kända eftersom dessa styr effektupptaget av

anläggningen. Dimensionering av bergvärmeanläggning för givet referenshus skulle alltså kräva mycket

mer information kring påbyggnaden än vad som idag finns att tillgå.

10.2 Utvärdering av våningspåbyggnad

Följande diskussion behandlar projektets första och tredje frågeställning. Är våningspåbyggnad en

renovering eller nyproduktion och hur förhåller sig en våningspåbyggnads energiprestanda enligt BBR.

En våningspåbyggnad sker sällan utan att den befintliga byggnaden genomgår renovering eller

upprustning och därför är det lätt att tro att påbyggnaden är en ”renovering”. Enligt plan- och bygglagen

(PBL) anses våningspåbyggnad som en tillbyggnad men faller in under begreppet ändring av byggnad.

Ändring av byggnad ska enligt kapitel 2.2.3 Tillämpningsområden i största möjliga mån eftersträva

kraven för nyproduktion i BBR.

54

Då kraven är relativt höga krävs också dyrare tekniska lösningar för att uppnå dem och kostnaden för

en påbyggnad kan därefter diskuteras. Är de höga kraven ett hinder för att få fram nya bostäder? Eller

hade det vart bättre med lägre krav som medför billigare och fler bostäder?

I längre utsträckning kommer högre krav att vara ett bättre alternativ eftersom direktiv om lägre

energiprestanda eftersträvas. Däremot kan lägre krav skapa incitament för den ensamma

fastighetsägaren att energieffektivisera sina fastigheter. En våningspåbyggnad bidrar förutom till bättre

energiprestanda även till fler bostäder som utifrån en tredimensionell fastighetsbildning kan bli en

ekonomisk vinning.

10.3 Metoddiskussion

Här diskuteras metodvalen utifrån styrkor och svagheter samt hur jag upplevde dess validitet för given

frågeställning.

Litteraturstudie

Generellt har det funnits mycket material att tillgå under inläsningen av projektet. Många studier har

gjorts beträffande bland annat miljonprogrammet och våningspåbyggnad men svårigheten här har varit

att hitta information som rör den energitekniska aspekten.

Referenshus

Referenshuset har varit relevant för projektet eftersom den befintliga byggnaden är ett typiskt

flerbostadshus från miljonprogrammet. Det har funnits relativt mycket information att tillgå

beträffande den befintliga byggnaden såsom U-värden, dessvärre gäller våningspåbyggnaden.

Konstruktionslösningar och indata har därför antagits och bearbetas fram utifrån BBR:s krav för

nyproduktion vilket kan påverkat simuleringsresultaten. Gällande tilltänkt ventilations- och

uppvärmningssystem för den nya byggnaden saknas fortfarande övervägande information. Vid

simulering har därför standardinställningar antagits då FTX-system samt bergvärme använts.

Exempelvis använder då FTX-systemet en verkningsgrad på 60 procent medan verkningsgraden på ett

sådant system idag kanske skulle uppgå mot närmare 80 procent.

Andra svårigheter med referenshuset har varit att få fram dess riktiga energideklaration, vilken var tänkt

att användas som referensvärde gentemot simuleringen. Fastigheters energideklaration ska nämligen

gå att beställa hem från Boverkets hemsida men då Röda längans fastighetsbeteckning inte verkar finnas

angiven i Boverkets register blev det svårare.

Programvara

Användning av simuleringsprogrammet IDA ICE kräver djup förståelse och gärna längre erfarenhet

både användar- och yrkesmässigt. Enligt min mening bör en kurs utgiven av EQUA genomföras innan

programvaran används i större utsträckning.

55

Eftersom energiberäkningar beror av vald indata samt approximationer och förenklingar kan små

justeringar, framförallt på större simuleringar, påverka simuleringens slutresultat ganska mycket.

Osäkerhet i energiberäkningar uppstår främst på grund av osäker indata, slarv eller okunskap men också

på grund av förenklingar i beräkningsprocessen. Utifrån detta hamnar tyvärr simulering i IDA ICE en

bit bortanför verkligheten.

För att undvika osäkerhet och missvisande simuleringar rekommenderar jag att före användning av

programvaran vara väl medveten om vilka värden som går hitta som schablonvärden samt ta reda på så

mycket som möjligt om det berörda projektet.

56

11 Slutsats

I detta kapitel framförs projektets slutsats.

Typiskt flerbostadshus från miljonprogrammet sägs enligt tidigare studier ha en genomsnittlig

energiprestanda på omkring 220 kWh/m2 och år. Projektets referenshus Röda längan visade efter

slutförd simulering i IDA ICE (av den befintliga byggnaden) energiprestandan 197,1 kWh/m2 och år. Vid

påbyggnad av tre nya våningar, som alla klarar kraven ställda i Boverkets Byggregler, förändras

byggnadens totala energiprestanda. Simulering av befintligt hus med våningspåbyggnad, där inga

ytterligare åtgärder vidtagits, visade på att byggnadens totala energiprestanda kan förbättras med

närmare 14 procent. Vid byte av ventilation och uppvärmningssystem i befintlig byggnad i kombination

med våningsåbyggnad kan en förbättring på 40 till 60 procent uppnås. Nämnvärt är här att ingen

djupare dimensionering gjordes för bland annat värmesystemet (standardinställning användes i IDA

ICE) och den procentuella förbättringen är närmare ett riktvärde än ett verkligt värde.

Med en våningspåbyggnad kan den befintliga byggnadens energiprestanda förbättras och i bästa fall kan

en byggnad likt referenshuset Röda längan gå från energiklassen G till E. Värt att nämna är att den

befintliga byggnaden fortfarande kommer läcka lika mycket energi som tidigare om enkom

påbyggnation sker. Bäst besparing fås därmed om påbyggnation sker i samband med renovering och

upprustning av den befintliga byggnaden. Våningspåbyggnad visar tydligt på förbättring av en byggnads

energiprestanda och är därför ett lämpligt alternativ vid upprustning av energikrävande byggnader.

Våningspåbyggnad är en gynnsam bostadsförtätning som förutom att sänker den totala byggnadens

energianvändning också skapar nya bostäder på ett resurseffektivt sätt. Att utnyttja miljonprogrammet

för att skapa nya bostäder är att tänka hållbart med tanke på byggnadernas stora renoveringsbehov och

dagens bostadsbrist. Det handlar mer om att skapa incitament för den ensamma fastighetsägaren att

vilja energieffektivisera sina fastigheter. Då bostadsförtätning av miljonprogramhus kan vara ett dyrt

och stort projekt, speciellt för den ensamma fastighetsägaren kan fördelar från tredimensionell

fastighetsbildning tas. En lagstiftning som 2004 möjliggjort ett nytt slag av fastigheter, där

avgränsningar sker både horisontellt och vertikalt. Fastighetsägaren kan i och med lagstiftningen ”sälja”

sina tak och därmed upprättas nya bostadsrätter med hyresrätter, vilket också blir en alternativ form för

att finansiera investering av exempelvis renoveringar.

57

12 Förslag till fortsatta studier

I detta kapitel ges förslag till fortsatta studier och frågeställningar som uppkommit under arbetet med

detta projekt.

Förslag till fortsatta studier skulle kunna vara att titta närmare på om en våningspåbyggnad samt

tredimensionell fastighetsbildning i samband med renovering av befintlig byggnad skulle kunna minska

pay-off tiden för hela investeringen. Ett annat intressant område är att utreda var gränsen går rent

ekonomiskt för ett sådant här projekt. Hur mycket får åtgärder på befintlig byggnad samt

våningspåbyggnad kosta innan rivning och nyproduktion blir ett lämpligare alternativ. Ombyggnation

av byggnadens energisystem är också ett intressant förslag till fortsatta studier. Energieffektiva åtgärder

kommer också behöva genomföras på den befintliga byggnaden i samband med en våningspåbyggnad,

vilken eller vilka åtgärder ska man i första hand satsa på vid ett projekt likt detta för att få det mest

ekonomiska samt energieffektivaste.

58

Referenslista

Björk, C., Kallstenius, P., & Reppen, L. (1984). Så byggdes husen 1880-1980. Stockholm: Stockholms

stadsbyggnadskontor och statens råd för byggnadsforskning.

Boverket. (juni 2004). Fastighetsindelning i tre dimensioner. Hämtat från Boverket:

http://www.boverket.se/globalassets/publikationer/dokument/2004/fastighetsindelning_i_t

re_dimensioner.pdf

Boverket. (2005). Bostäder byggda med volymelement. En fallstudie av svenska bostadsprojekt.

http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:633295/FULLTEXT01.pdf : Boverket.

Boverket. (2008). Industriellt bostadsbyggande - Koncept och processer. Karlskrona: Boverket.

Boverket. (augusti 2012). Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler - utgåva två.

Hämtat från Boverket:

http://www.boverket.se/globalassets/publikationer/dokument/2012/handbok-for-

energihushallning-enligt-boverkets-byggregler.pdf

Boverket. (2014). Energideklaration. Hämtat från Boverket:

http://www.boverket.se/sv/byggande/energideklaration/

Boverket. (den 23 5 2014). Lufttäthet. Hämtat från Boverket:

http://www.boverket.se/sv/byggande/halsa-och-inomhusmiljo/om-fukt-i-

byggnader/nyproduktion--fuktsakerhetsprojektering/lufttathet/

Boverket. (den 20 maj 2014). Miljonprogrammet. Hämtat från Boverket:

http://www.boverket.se/sv/samhallsplanering/stadsutveckling/miljonprogrammet/

Boverket. (2015). Regelsamling för byggande, BBR. Sverige: Boverket.

Energimyndigheten. (den 2 juni 2010). Det går att halvera energibehovet i miljonprogramhus.

Hämtat från Energimyndigheten:

http://www.energimyndigheten.se/Press/Pressmeddelanden/Pressmeddelanden-2010/Det-

gar-att-halvera-energibehovet-i-miljonprogramshus/

EQUA. (u.d.). Om oss - Historia. Hämtat från EQUA: http://www.equa.se/se/

Gevriye, G., & Hernandez, W. (2009). Byggmöjligheter i miljonprogrammets flerbostadshus. Växjö:

Växjö Universitet Avdelning för Byggteknik.

Industrifakta. (juni 2008). Förnyelse av flerbostadshus 1961-1975. Hämtat från Elektriska

Installatörsorganisationen:

http://www.eio.se/SiteCollectionDocuments/fornyelseavflerbostadshus1961_1975.pdf

Institutet för värdering av fastigheter. (1995). Fastighetsnomenklatur med fastighetsekonomi och

fastighetsrätt - sjunde utgåvan, rev. Stockholm: AB Svensk byggtjänst.

Larsson, T., & Pamp-Magnusson, A. (2007). Industrialiserat byggande. Halmstad: Högskolan

Halmstad Byggnadsingenjörsprogrammet.

59

Levin, P. (u.d.). Brukarindata för energiberäkningar i bostäder. Hämtat från SBUF:

http://vpp.sbuf.se/Public/Documents/InfoSheets/PublishedInfoSheet/5dd840d7-8d4a-4d10-

9454-ebb6e1390510/SBUF_11998_0907.pdf

Nationalencyklopedin. (u.d.). Uppslagsverk. Hämtat från Nationalencyklopedin:

http://www.ne.se/uppslagsverk/

Om byggnaders energiprestanda. (den 19 5 2010). Hämtat från Europaparlamentets och rådets

direktiv 2010/31/EU: http://eur-

lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:153:0013:0035:SV:PDF

Persson, A. (2011). Utvärdering av energianvändningen i Ramböllhuset Malmö. Lund: Lunds

tekniska högskola - Institutionen för bygg- och miljöteknologi.

Petersson, B.-Å. (2013). Tillämpad byggnadsfysik. Lund: Studentlitteratur AB.

Soleimani-Mohseni, M., Bäckström, L., & Eklund, R. (2014). EnBe - Energiberäkningar, Formler,

Ekvationer, Data och Diagram. Lund: Studentlitteratur AB.

Statens planverk. (1967). i Svensk byggnorm 67 (ss. 200-201). Stockholm: Boktryckeri AB Thule.

Svensson, M., & Ullman, F. (2013). Våningspåbyggnad på befintligt byggnadsbestånd. Jönköping:

Tekniska Högskolan. Hämtat från http://www.diva-

portal.org/smash/get/diva2:633295/FULLTEXT01.pdf

Warfvinge, C., & Dahlblom, M. (2010). Projektering av VVS-installationer. Lund: Studentlitteratur

AB.

Vidén, S., & Lundahl, G. (1992). Miljonprogrammets bostäder - Bevara-Förnya-Förbättra.

Stockholm: Statens råd för byggnadsforskning.

Wingårdhs. (2015). Röda Längan, Orminge - Påbyggnad nya bostäder. Wingårdhs.

60

Bilaga A

Gränsvärden ur BBR för klimatzon I, byggnader med annat uppvärmningssätt än elvärme (Boverket,

Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler - utgåva två, 2012).

61

Gränsvärden ur BBR för klimatzon I, byggnader med elvärme (Boverket, Regelsamling för byggande,

BBR, 2015).

62

Gränsvärden ur BBR för klimatzon II, byggnader med annat uppvärmningssätt än elvärme (Boverket,

Regelsamling för byggande, BBR, 2015).

63

Gränsvärden ur BBR för klimatzon II, byggnader med elvärme (Boverket, Regelsamling för byggande,

BBR, 2015).

64

Gränsvärden ur BBR för klimatzon III, byggnader med annat uppvärmningssätt än elvärme (Boverket,


65

Gränsvärden ur BBR för klimatzon III, byggnader med elvärme (Boverket, Regelsamling för byggande,

BBR, 2015).

66

Gränsvärden ur BBR för klimatzon IV, byggnader med annat uppvärmningssätt än elvärme (Boverket,


67

Gränsvärden ur BBR för klimatzon IV, byggnader med elvärme (Boverket, Regelsamling för byggande,

BBR, 2015).

68

Bilaga B

Gränsvärden ur BBR för ”ändring av byggnad” då inte byggnad uppnår angivna krav i avsnitt 9:2

(Boverket, Regelsamling för byggande, BBR, 2015).

69

Bilaga C

Dimensionerad vinterutetemperatur för tidskonstanter för 1-4 dygn (Boverket, Handbok för


70



71



72

Bilaga D

Korrektionstermer för 𝑈-värdesberäkningar (Petersson, 2013).

77

Bilaga E

Vid simulering av projektet har också indata given i tabell 12 använts.

Tabell 12. Ytterligare indata för simulering i IDA ICE.

Typ av justering Indata

Plats och klimatdata Stockholm (Bromma)

Orientering 59˚19’39.4”N 18˚15’26.9”E

Byggnadens tryckkoefficient Auto fill ”semi-exposed”

Genomsnittlig varmvattenanvändning 30 kWh/m2Atemp, år

Tillförd luft CAV 0,4 l/sm2

Bortförd luft CAV 0,4 l/sm2

Ljus 2,0 W/m2

Utrustning 2,5 W/m2

Tidsschema för ljus, utrusning och personer ”House living”

Inomhustemperatur Min. 22˚C – max. 24˚C

78

Bilaga F

Tabell F1 och F2 visar de ingående materialens termiska och fysiska egenskaper hos olika byggnadsdelar

vid simulering i IDA ICE.

Tabell F1. Indata för den befintliga byggnadens konstruktion.

Tak δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Takstolar 1”x4” 1000 5,42 1,2 1000

Panel 1”

Dubbeltäckning med papp

Takfot plåt

Utot=2,821 W/m2K

Vindsbjälklag δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Betong 200 1,700 2300 920

Mineralull 140 0,041 100 750

Utot=0,270 W/m2K

Yttervägg δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Betong 127 1,700 2300 920

Cellplast 70 0,036 20 1400

Eternit 3,2 0,410 1800 0,84

Plåt (Luftad fasad) 40 0,245 1,2 1000

Utot=0,423 W/m2K

Lägenhetsskiljande- vägg δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Betong 160 1,700 2300 920

Utot =3,786 W/m2K

Betongbjälklag δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Linoleum/plastmatta 5 0,180 1100 920

Betong 160 1,700 2300 920

Mineralull 40 0,041 100 750

Utot =0,789 W/m2K

Yttre grundmur δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Betong 160 1,700 2300 920

Mineralull 40 0,041 100 750

Utot =0,806 W/m2K

Fönster g T Tvis εinternal εexternal U [W/m2K]

2-glasfönster 0,76 0,7 0,81 0,837 0,837 2,9

79

Tabell F2. Indata för påbyggnadens konstruktion.

Tak δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Betong 120 1,700 2300 920

Cellplast 1 0,036 20 1400

Mineralull 300 0,041 100 750

Mineralull 20 0,041 100 750

Luftat tak 40 0,220 1,2 1000

Utot=0,121 W/m2K

Vindsbjälklag δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Trä 550 0,140 500 2300

Cellplast 1 0,036 20 1400

Mineralull 300 0,041 100 750

Utot=0,087 W/m2K

Träbjälklag δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Linoleum/ plastmatta 5 0,180 1100 920

Golvgipsskiva 26 0,220 970 1090

Mineralull 15 0,041 100 750

Golvspånskiva 22 0,130 1000 1300

Träregel m. isolering 95 0,044 56 1720

Trä 374 0,140 500 2300

Gips 13 0,220 970 1090

Utot=0,174 W/m2K

Träbjälklag bef./påb. δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Linoleum/ plastmatta 5 0,180 1100 920

Trä 195 0,140 500 2300

Mineralull 100 0,041 100 750

Utot=0,248 W/m2K

Yttervägg δ [mm] λ [W/mK] ρ [kg/m3] cp [J/kgK]

Gips 13 0,220 970 1090


Cellplast 1 0,036 20 1400


Fasadskiva 30 0,130 1000 1300

Luftspalt 28 0,170 1,2 1000

Lockpanel 44 0,140 500 2300

Utot=0,130 W/m2K

Fönster g T Tvis εinternal εexternal U [W/m2K]

3-glasfönster 0,68 0,6 0,74 0,837 0,837 1.2

80

Bilaga G

Teknisk beskrivning och tillhörande A-ritningar för den befintliga byggnaden.

Figur 21. Teknisk beskrivning för den befintliga byggnaden.

81

Figur 22. Övre bilden visar källarplan och (kontorsdel). Nedre bilden visar den södra delen av bottenplan.

82

Figur 23. Övre bilden visar den norra delen av bottenplan. Nedre bilden visar först södra delen med fasad mot

öster och sedan norra delen med fasad mot väster.

83

Figur 24. Övre bilden visar först norra delen med fasad mot öster och sedan södra delen med fasad mot väster.

Nedre bilden visar byggnadens gavlar och sektioner.

Våningspåbyggnad av miljonprogrammets …900334/FULLTEXT01.pdfan energy usage of 197.1 kWh/m2 for...

Documents

Transcript of Våningspåbyggnad av miljonprogrammets …900334/FULLTEXT01.pdfan energy usage of 197.1 kWh/m2 for...